CA2018852A1

CA2018852A1 - Soil drainage device

Info

Publication number: CA2018852A1
Application number: CA 2018852
Authority: CA
Inventors: Philippe Chapuis; Gerard Bordonado; Bernard Hypolite
Original assignee: Scetauroute SA Ste; Star SA Ste; AFRATEX - SOCIETE A RESPONSABILITE Ltee Ste
Current assignee: Scetauroute SA Ste; Star SA Ste; AFRATEX - SOCIETE A RESPONSABILITE Ltee Ste
Priority date: 1990-05-02
Filing date: 1990-05-02
Publication date: 1991-11-02

Abstract

Dispositif de drainage des sols L'invention concerne un dispositif de drainage des sols pouvant être utilisé dans de nombreux domaines et notamment celui du drainage des chaussées routières. Le dispositif de drainage selon l'invention est constitué d'un assemblage (1) de matériaux textiles souples associé à un système de collecte des eaux (2). La souplesse des matériaux utilisés permet au dispositif de ne pas se déchirer et de gardet des capacités hydrauliques satisfaisantes, et autorise son emploi dans de très nombreuses réalisations. Figure 1Soil drainage device The invention relates to a soil drainage device which can be used in many fields and in particular that of road pavement drainage. The drainage device according to the invention consists of an assembly (1) of flexible textile materials associated with a water collection system (2). The flexibility of the materials used allows the device not to tear and keeps satisfactory hydraulic capacities, and allows its use in very many embodiments. Figure 1

Description

35;2 L'invention concerne le secteur technique du drainage des sols et la protection de ceux-ci contre les effets de l'eau et, notamment, le drainage des chaussées routières.
Sous l'action de l'intensité de la circulation et des intempéries, les chaussées se dégradent avec le temps. Ceci se traduit par l'appari-tion de fissures provoquant une dégradation de l'imperméabilité de la face supérieure de la chaussée et permettant à l'eau des précipitations de pénétrer dans les couches constituant le corps de la chaussée. Cette eau, qui se trouve dans le corps de la hlussée sous forme libre et sous forme capillaire peut être la cause de lambreux dommages et défauts pré-maturés. Les coûts d'entretien des chaussées sont notablement diminués en équipant celles-ci de dispositifs de drainage capables d'évacuer ra-pidement l'eau en excès.
Les méthodes de drainage des sols habituellement utilisées mettent en oeuvre des tuyaux perforés ou poreux posés au fond d'une tranchée et recouverts de granulats dont les caracté istiques de granulométrie doi-vent répondre aux critères dits de Terze;hi. Ces critères de Terzaghi évitent le colmatage du matériau et lui lssurent un maintien de son efficacité drainante dans le temps. Cependant, ces méthodes ont l'incon-vénient, de par le principe d'utilisatioa de granulats, de nécéssiter l'extraction d'un volume disproportionne par rapport à la nature des travaux entrepris, de matériau provenan- du terrain à drainer avec un coût élevé de transport et qui devra êtrt remplacé par des granulats également très onéreux.
Une amélioration de ce type de pr)cédé a consisté à utiliser des géotextiles entravant le tuyau et le granulat de facon à créer un filtre artificiel, éliminant ainsi les contraintes liées aux critères de Terzaghi. Toutefois, ce procédé ne rédu 1 pas la quantité de matériau à évacuer et à remplacer par des granula~s.
Il a également été proposé dans 1 3tat de la technique d'utiliser des nappes de textiles associées à une a~mature de métal déployée ou de matière plastique ondulée permettant à eau de s'écouler après filtra-tion entre les espaces libres. Ce procéde évite ainsi l'utilisation de granulats et diminue les quantités de m;.-~iriaux à extraire. Cependant, les dispositifs utilisés présentent des L~convénients qui limitent leur utilisation au cas où le système de dra:nlge doit subir des efforts de compression dans une direction sensiblemtnt perpendiculaire à son plan.
En effet, le filtre textile entre chaqut ondulation n'est pas soutenu et le système peut soit se déformer et a]ors se colmater, soit se per-;~0~1~8~

forer et alors permettre le passage de f,nes particules dans le systèmelimitant, à terme, son efficacité.
~n autre procédé de l'état de la technique consiste à utiliser une armature recouverte sur ses deux faces par une couche filtrante. L'arma- ;
ture à terme présente une multitude de bossages et d'alvéoles dont les sommets viennent en contact avec les deux couches filtrantes. L'armature interne est, de plus, étanche à l'eau.
Ces procédés présentent cependant l'inconvénient de mettre en oeu-vre une structure rigide limitant les possibilités d'adaptation du sys-tème à la géométrie du sol à drainer, particulièrement dans le cas depliage, d'arrondi, d'angularités ou d'aspérités. De même, dans le cas de déplacement du sol, cette structure r;gide peut créer des points durs engendrant des contraintes importantes localisées, entrainant elle-même une détérioration du système.
Enfin, les procédés à structure rigide nécessitent la présence de vides entre la couche filtrante et l'armature interne pour assurer un écoulement de l'eau. Or, cette disposition entraine, pour la couche filtrante qui n'est plus soutenue, des d~formations importantes ou des risques de perforation dus aux contraintes provoquées par les éléments durs du sol à drainer. Les perforations permettent alors aux fines par-ticules du sol à drainer d'être entraîné_s dans le système de drainage, provoquant rapidement son colmatage défi-.itif.
La présente invention concerne un nouveau dispositif de drainage constitué d'un assemblage de matériaux extiles de type souple associé
à un système de collecte des eaux, dispositif ne présentant pas les inconvénients de ceux de l'état de la technique et doté de multiples avantages.
La souplesse des matériaux textiles utilisés permet d'employer le dispositif de drainage selon l'invention dans de très nombreuses réali-sations devant répondre à des critères liés, soit à la nature du sol àdrainer, soit à la nature de l'exploitation de l'ouvrage à drainer. Cette souplesse permet au dispositif de ne pas se déchirer et de garder des capacités hydrauliques satisfaisantes.
Par ailleurs, le dispositif peut être soumis à des efforts impor-tants dans toutes les directions sans vo:r son efficacité remise en cause.
Selon l'invention, l'assemblage de matériaux textiles de typesouple est constitué d'une nappe drainan e centrale recouverte sur chacu-ne de ses faces par une nappe filtrante.
Le matériau textile utilisé pour ccnstituer la nappe centrale est 35; 2 The invention relates to the technical sector of soil drainage and the protection of these against the effects of water and, in particular, the road pavement drainage.
Under the action of the intensity of traffic and bad weather, the roads deteriorate over time. This results in the appearance tion of cracks causing degradation of the waterproofing of the upper side of the roadway and allowing precipitation water to penetrate into the layers constituting the body of the roadway. This water, which is found in the body of the hlussée in free form and under capillary shape can be the cause of panel damage and pre-matured. Road maintenance costs are significantly reduced by equipping them with drainage devices capable of evacuating pidly excess water.
Commonly used soil drainage methods involve using perforated or porous pipes laid at the bottom of a trench and covered with aggregates, the grading characteristics of which must wind meet the so-called Terze criteria; hi. These Terzaghi criteria prevent clogging of the material and ensure that it maintains its draining efficiency over time. However, these methods have the incon-comes from the principle of using aggregates to require the extraction of a volume disproportionate compared to the nature of the work undertaken, from material coming from the land to be drained with a high transport cost and which will have to be replaced by aggregates also very expensive.
An improvement to this type of procedure has been to use geotextiles blocking the pipe and aggregate to create a filter artificial, thus eliminating the constraints linked to the criteria of Terzaghi. However, this process does not reduce the amount of material to evacuate and replace with granula ~ s.
It has also been proposed in the prior art to use sheets of textiles associated with a mature a ~ of expanded metal or corrugated plastic material allowing water to flow after filtration tion between the free spaces. This procedure thus avoids the use of aggregates and decreases the quantities of m; .- ~ irials to be extracted. However, the devices used have L ~ conveniences which limit their use in case the dra: nlge system has to undergo compression in a direction sensiblemtnt perpendicular to its plane.
Indeed, the textile filter between each ripple is not supported and the system can either deform and a] clog or become damaged ; ~ 0 ~ 1 ~ 8 ~

drill and then allow the passage of f, nes particles in the system limiting, ultimately, its efficiency.
~ Another method of the state of the art is to use a frame covered on both sides by a filtering layer. The arma-;
ture in the long term presents a multitude of bosses and alveoli whose vertices come into contact with the two filter layers. The frame internal is also waterproof.
However, these methods have the drawback of using vre a rigid structure limiting the possibilities of adaptation of the system teme to the geometry of the soil to be drained, particularly in the case of folding, rounding, angularities or roughness. Similarly, in the case displacement of the ground, this rigid structure can create hard points generating significant localized stresses, causing itself deterioration of the system.
Finally, rigid structure processes require the presence of voids between the filter layer and the internal reinforcement to ensure water flow. However, this arrangement results, for the layer which is no longer supported, significant deformation or risk of perforation due to stresses caused by the elements hard soil to drain. The perforations then allow the fine par-soil tiles to be drained to be drawn into the drainage system, quickly causing its challenge-.itive clogging.
The present invention relates to a new drainage device consisting of an assembly of associated flexible type extile materials to a water collection system, a device that does not have the disadvantages of those of the prior art and endowed with multiple benefits.
The flexibility of the textile materials used makes it possible to use the drainage device according to the invention in many realizations sations having to meet criteria related either to the nature of the soil to be drained, or to the nature of the operation of the structure to be drained. This flexibility allows the device not to tear and keep satisfactory hydraulic capacities.
Furthermore, the device may be subjected to significant stresses.
tants in all directions without vo: r its effectiveness questioned.
According to the invention, the assembly of flexible types of textile materials consists of a central drainage sheet covered on each not of its faces by a filtering sheet.
The textile material used to form the central tablecloth is

2~S~S~

choisi pour ses qualités de drainage et notamment ses caractéristiques de transmissivité de l'eau.
Le matériau textile utilisé pour constituer les nappes filtrantes est choisi pour ses qualités de filtration et notamment pour ses caracté-ristiques de porométrie.
La disposition des nappes filtranteE et drainante permet aux eauxde franchir d'abord le filtre textile puis d'être conduites par la nappe drainante centrale vers un système de collecte des eaux placé en partie basse.
Selon l'invention, le système de collecte des eaux est constitué
par une poche contenant un collecteur drainant poreux ou perforé soit sur sa périphérie soit sur une seule ligne supérieure parallèle à son axe permettant au collecteur d'être étanche dans sa partie inférieure et ainsi d'autoriser l'évacuation complète ~ s eaux drainées sans réimbibi-tion du sol.
Les deux nappes filtrantes évitent le colmatage du dispositif drainant et évitent également le lessivage du sol à drainer en créant une zone de transition entre le sol à drainer et la nappe drainante.
Les caractéristiques de ces nappes filtrantes sont choisies en fonction de la perméabilité du sol à drainer mais aussi en fonction de sa granulométrie.
Avantageusement, on utilise des nappes filtrantes constituées par un matériau textile non tissé.
Préférentiellement les nappes filtrantes sont constituées par un matériau textile non tissé et aiguilleté.
Egalemellt préférentiellement, les nappes filtrantes utilisées pos-sèdent une permittivité comprise entre 0,5 et 10 s et une porométrie comprise entre 50 et 150 micrors.
La nappe centrale assure, sous l'a:tion de la gravité, l'évacuation de l'eau qui a traversé la nappe filtrante.
Selon un aspect particulièrement iltéressant de l'invention, la porométrie de la nappe drainante est supérieure à la porométrie des nap-pes filtrantes pour permettre aux très f;nes particules ayant pu passer à travers les nappes filtrantes d'être é acuées sans rétention par le système collecteur.
Avantageusement, la transmissivité ~e la nappe drainante est éga-lement plus élevée que celle de la nappe filtrante.
Avantageusement, on pourra utiliser une nappe drainante possédant une transmissivité comprise entre 10 e: 10 m2/s, une porométrie 2(.~8~3~i2 comprise entre 150 et 300 microns et une permittivité comprise entre 0,5 et 10 s La nature très souple du dispositif de drainage conférée par la présence de textiles lui permet d'être adapté aisément à la géométrie du terrain à drainer et notamment d'être utilisé dans le cas de pliage, d'arrondi, sans détérioration ou diminution de ses capacités, même en cas de tassement plus ou moins irrégulier du sol.
De plus, l'absence du vide ou de c~vité entre les différentes nappes du dispositif, garantit une protection contre les risques de déchirure entrainant le colmatage partiel ou total par arrivée de particules fines dans le dispositif drainant.
La nature de la nappe drainante et plus particulièrement ses caractéristiques de souplesse, de transmissivité, de perméabilité, de porométrie et de résistance mécanique permettent au procédé de garder son efficacité sous l'action des conditions de réalisation des travaux de pose du dispositif, d'une part, et de l'exploitation de l'ouvrage à
drainer d'autre part.
L'assemblage des nappes filtrantes avec la nappe centrale peut se faire par tout moyen approprié, par exemple par thermosoudure, par cou-ture ou par aiguilletage.
Préférentiellement, cet assemblage est fait par aiguilletage.
Selon une variante préférentielle, le système collecteur estconstitué par un tuyau poreux ou perforé inséré dans une poche formée par la prolongation des nappes filtrantes dont les dimensions sont plus importantes que celles de la nappe drainante centrale.
Le système collecteur ainsi consti~ué assure le recueil des eaux en provenance de la nappe drainante et leur évacuation vers des exutoires appropriés.
L'invention et les avantages qu'elle présente seront plus facile-ment compris grâce à un exemple non lim~atif de réalisation de l'in-vention décrit ci-après en référence aux dessins dans lesquels :
- La figure 1 représente une vue er coupe d'une réalisation du dis-positif de drainage des sols selon l'invention, - La figure 2 représente en coupe un exemple de mise en oeuvre du dispositif selon l'invention dans le cadre de l'exécution de terrasse-ments pour la mise en place d'une autoroute.
Selon la figure 1, le dispositif de drainage est constitué d'un assemblage (1) de matériaux textiles de type souple, associé à un sys-tème de collecte des eaux (2).

2~1~385;~

L'assemblage (1) est constitué d'une nappe drainante centrale (4) recouverte sur chacune de ses deux faces par une nappe filtrante (3).
La dimension des nappes filtrantes (3~ est sup~rieure à celle de la nappe drainante (4) et permet la formation d'une poche (5) dans la-quelle est inséré un collecteur drainant (6). Cette poche (5) et ce col-~lecteur drainant (6) constituant le système collecteur (2) dans lesquels circulent les eaux drainées.
Les nappes filtrantes (3) sont constituées d'un textile de fibres continues en polypropylène aiguilleté d'u~e masse surfacique de 160 g/m2, 10 d'une porométrie de 85 microns et d'une permittivité de 2,73 s .
La nappe drainante est constituée d'un textile en fibre courte de polypropylène aiguilleté possédant une masse surfacique de 600 g/m2, d'une porométrie de 250 microns et d'une transmissivité de 8.10 m2/s.
Cette nappe drainante possède une épaisseur de 8 à 8,5 mm sous 2 kPa.
Des points de thermo-soudure (8,9,10 et 11) permettent la soli-darisation des nappes filtrantes (3) et de la nappe drainante (4), d'une part et la formation de la poche (5) d'autre part.
Le tuyau (6) est en contact dans sa partie supérieure, avec la nap-pe drainante (4), de facon à permettre une bonne circulation des eaux drainées (7).
Selon la figure 2, une zone de ter-assements (12) pour la cons-truction d'une autoroute dont la plateforme (13) sera située à 7 m sous le niveau de référence (14) et protégée par deux tranchées drainantes (15, 16) parallèles à l'axe perpendiculaire à la plateforme (13).
Dans chacune de ces tranchées (15, 16) est disposé un dispositif de drainage selon l'invention (17, 18).
Les dispositifs de drainage selon ]'invention ont une hauteur de 5 m et une largeur de 4 m et présentent à la base une poche suffisante pour recevoir un tuyau circulaire d'un d~amètre de 150 mm.
L'installation de tels dispositifs permet de prévenir une mauvaise tenue des parements des futurs talus (19, 20) et ainsi de palier les inconvénients provoqués par l'h~térogénéité des matériaux en place et de contrôler une circulation à l'origine anarchique des eaux d'infiltra-tion. 2 ~ S ~ S ~

chosen for its drainage qualities and in particular its characteristics water transmissivity.
The textile material used to form the filter sheets is chosen for its filtration qualities and in particular for its characteristics porometry statistics.
The arrangement of the filtering and draining sheets allows the water to first pass through the textile filter and then to be led by the sheet central drainage to a partially collected water collection system low.
According to the invention, the water collection system consists of by a pocket containing a porous or perforated drain collector either on its periphery either on a single upper line parallel to its axis allowing the collector to be sealed in its lower part and thus authorize the complete evacuation ~ s drained water without reimbibi-tion of the soil.
The two filter sheets prevent clogging of the device draining and also avoid leaching of the soil to be drained by creating a transition zone between the soil to be drained and the draining water table.
The characteristics of these filter sheets are chosen in according to the permeability of the soil to be drained but also according to its particle size.
Advantageously, filtering layers made up of a non-woven textile material.
Preferably, the filter sheets consist of a non-woven and needled textile material.
Equally preferentially, the filter sheets used pos-a permittivity between 0.5 and 10 s and a porometry between 50 and 150 micrors.
The central tablecloth ensures, under the a: tion of gravity, the evacuation water that has passed through the filter sheet.
According to a particularly interesting aspect of the invention, the porometry of the drainage layer is greater than the porometry of the nap-filter media to allow very fine particles that may have passed through the filter sheets to be drained without retention by the collector system.
Advantageously, the transmissivity ~ e the drainage layer is also slightly higher than that of the filter sheet.
Advantageously, it is possible to use a draining sheet having transmissivity between 10 e: 10 m2 / s, porometry 2 (. ~ 8 ~ 3 ~ i2 between 150 and 300 microns and a permittivity between 0.5 and 10 s The very flexible nature of the drainage device provided by the presence of textiles allows it to be easily adapted to the geometry of the land to be drained and in particular to be used in the case of folding, rounding, without deterioration or reduction of its capacities, even in the event of more or less irregular compaction of the soil.
In addition, the absence of vacuum or c ~ vity between the different layers of the device, guarantees protection against the risks of tear causing partial or total clogging by arrival of fine particles in the draining device.
The nature of the drainage layer and more particularly its characteristics of flexibility, transmissivity, permeability, porometry and mechanical strength allow the process to keep its effectiveness under the action of the conditions for carrying out the work the installation of the device, on the one hand, and the operation of the structure at drain on the other hand.
The assembly of the filter sheets with the central sheet can be by any suitable means, for example by heat sealing, by ture or by needling.
Preferably, this assembly is done by needling.
According to a preferred variant, the collecting system is constituted by a porous or perforated pipe inserted in a formed pocket by extending the filter sheets whose dimensions are more important than those of the central drainage layer.
The collecting system thus constituted ~ ue ensures the collection of water from the drainage table and their evacuation to outlets appropriate.
The invention and the advantages which it presents will be easier.
ment understood thanks to a non lim ~ ative example of realization of the vention described below with reference to the drawings in which:
- Figure 1 shows a sectional view of an embodiment of the dis-positive soil drainage according to the invention, - Figure 2 shows in section an example of implementation of the device according to the invention in the context of the execution of terrace-for the establishment of a motorway.
According to Figure 1, the drainage device consists of a assembly (1) of flexible type textile materials, associated with a system water collection system (2).

2 ~ 1 ~ 385; ~

The assembly (1) consists of a central draining sheet (4) covered on each of its two faces by a filter sheet (3).
The size of the filter sheets (3 ~ is greater than that of the draining sheet (4) and allows the formation of a pocket (5) in the-which is inserted a draining collector (6). This pocket (5) and this collar ~ draining reader (6) constituting the collecting system (2) in which drained water circulates.
The filter sheets (3) consist of a textile of fibers continuous needled polypropylene with a surface weight of 160 g / m2, 10 with a porometry of 85 microns and a permittivity of 2.73 s.
The drainage sheet consists of a short fiber textile of needled polypropylene with a surface mass of 600 g / m2, with a porometry of 250 microns and a transmissivity of 8.10 m2 / s.
This drainage layer has a thickness of 8 to 8.5 mm at 2 kPa.
Thermoweld points (8,9,10 and 11) allow the soli-darisation of the filter sheets (3) and the draining sheet (4), part and the formation of the pocket (5) on the other hand.
The pipe (6) is in contact in its upper part, with the nap-draining pe (4), so as to allow good water circulation drained (7).
According to FIG. 2, a ground area (12) for the cons-construction of a motorway, the platform (13) of which will be located 7 m below the reference level (14) and protected by two draining trenches (15, 16) parallel to the axis perpendicular to the platform (13).
In each of these trenches (15, 16) is arranged a device drainage according to the invention (17, 18).
The drainage devices according to the invention have a height of 5 m and a width of 4 m and have a sufficient pocket at the base to receive a circular pipe of a diameter of 150 mm.
The installation of such devices can prevent a bad holding the facing of future slopes (19, 20) and thus leveling the drawbacks caused by the heterogeneity of the materials in place and to control an anarchic circulation of infiltrated water tion.

Claims

1. Soil drainage device characterized in that it consists an assembly (1) of flexible textile materials associated with a system water collection (2).

2. Soil drainage device according to claim 1 character-laughed in that said assembly (1) consists of a draining central unit (4) covered on each of its two faces by a sheet filter (3).

3. Soil drainage device according to one of claims 1 or 2 characterized in that the filter sheets (3) consist of a non-woven textile material.

4. Soil drainage device according to claim 3 characterized in that the filter sheets are made of a tex-needled nonwoven tile.

5. Soil drainage device according to one of the preceding claims -teeth characterized in that the filter sheets used have tooth a permittivity between 0.5 and 10 s-1.

6. Soil drainage device according to one of the preceding claims -teeth characterized in that the filter sheets have a po-rometry between 50 and 150 microns.

7. Soil drainage device according to one of the preceding claims.
teeth characterized in that the porometry of the drainage layer is greater than the porometry of the filter sheets.

8. Soil drainage device according to any one of the claims.
previous tions characterized in that the transmissivity of the sheet drainage is greater than that of the filter sheet.

9. Soil drainage device according to one of the preceding claims -teeth characterized in that the transmissivity of the drainage layer is between 10-6 and 10-4 m2 / s.

10. Soil drainage device according to one of the pre- claims cédentes characterized in that the porometry of the drainage layer is between 100 and 300 microns.

11. Soil drainage device according to one of the pre- claims cédentes characterized in that the permittivity of the drainage layer is between 0.5 and 10 s-1.

12. Soil drainage device according to one of the pre- claims characterized in that the said collection system (2) is cons-with a pocket (5) in which a collector is inserted draining (6).

13. Soil drainage device according to claim 12 charac-laughed in that said pocket (5) is constituted by the wire layers trantes (3).