EP0733738B1 - Procédé de fabrication d'un support de rail de chemin de fer, et support susceptible d'être obtenu par la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents
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- EP0733738B1 EP0733738B1 EP96400568A EP96400568A EP0733738B1 EP 0733738 B1 EP0733738 B1 EP 0733738B1 EP 96400568 A EP96400568 A EP 96400568A EP 96400568 A EP96400568 A EP 96400568A EP 0733738 B1 EP0733738 B1 EP 0733738B1
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- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
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- E01B1/001—Track with ballast
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- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
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- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B3/00—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails
- E01B3/46—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from different materials
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B2204/00—Characteristics of the track and its foundations
- E01B2204/01—Elastic layers other than rail-pads, e.g. sleeper-shoes, bituconcrete
Definitions
- a sole of a viscoelastic material suitably chosen, such as a dense and hard polyurethane, between the single concrete block of a monobloc sleeper or each block of concrete from a bi-block sleeper, or any concrete block from any rail support railroad, and ballast avoids the attrition of concrete and ballast as well as the compaction thereof, as well as dissipating the energy vibration generated by rolling loads, that is to say in particular of reduce noise when passing a train.
- EP-A-0 465 390 proposes to fix such a sole to the or to each concrete block of a sleeper or any other rail support, by proposing different modes of joining, namely a projection or a casting of the visco-elastic material on the concrete, an integration of prefabricated plates of visco-elastic material to concrete, during the manufacturing the rail support, such as a cross member, by molding at least a concrete block, or by bonding such prefabricated plates on concrete, by any suitable adhesive.
- the object of the present invention is to improve the binding a visco-elastic sole prefabricated to the concrete of a support block of rail such as a cross member, so as to improve the homogeneity and the effectiveness of fixing the footing to concrete while retaining the advantages of speed of implementation and uniformity of thickness of the sole, resulting from its direct integration into concrete molding and the prefabrication thereof.
- the present invention also provides a support railway rail, such as a sleeper, having at least one block of concrete having in particular an upper face intended to receive at least one rail and one lower face intended to ensure the support of the block on a substrate, such as a ballast, and a sole made of visco-elastic material integrally covering this underside and intended to serve support intermediary between the block and the substrate, characterized in that concrete chippings, regularly distributed on one side of the footing facing the underside of the block, are directly and individually secured with the visco-elastic material of the sole.
- the distribution regular gravel of the gravel face of the prefabricated plate ensures a distributed anchoring of the sole in the concrete, that is to say to fix the sole as homogeneously as possible to the concrete.
- this fixing can be made much more resistant, in particular to shear forces, that a secure fixation by simple localized mutual embedding, on the one hand because it works the specific characteristics of the gravel and on the other hand due to the distribution of shear forces, resulting from the distribution of gravel.
- the imprint area corresponding to the underside of the block of concrete to be produced can be defined by a wall defining the footprint, in which case the prefabricated plate is placed against this wall, during step b), before pouring the concrete into the cavity.
- step b) is implemented by first filling the concrete footprint to constitute the underside of the block by the free surface of the concrete and then applying on it, before setting concrete, the gravel side of the prefabricated plate in operating conditions capable of causing the integration of gravel from the face graveled with concrete.
- This smoothing is advantageously carried out by tamping, that is to say by application of pressure and preferably vibration, which have effect of causing a rise in the laitance of the concrete.
- a railroad rail support according to the invention is characterized in that the sole has dimensions, in plan, smaller than those of the lower face of the block.
- the mechanical resistance of the sole is improved by integrating, during step a), a reinforcement with visco-elastic material of the prefabricated plate, the rail support according to the invention then being characterized in that the visco-elastic material of the sole includes such a frame.
- this reinforcement defines meshes of dimensions smaller than the particle size of the gravel of the prefabricated plate, that is to say chippings attached to the sole, which facilitates the implementation work of step a) according to a method consisting in fixing the gravel to the plate by partially integrating them into the visco-elastic material, this which makes the support according to the invention then characterized in that the pebbles attached to the sole protrude from the underside of the block and are partially integrated into the visco-elastic material of the sole.
- the gravel of the prefabricated plate form therefrom a projection with a height of on the order of 50% to 95% of their height, measured perpendicular to the gravel face, so that the gravel attached to the sole is integrated into the visco-elastic material thereof over a height of the order from 5% to 50% of their height, measured perpendicular to the face bottom of the block.
- step a it is advantageously prefabricated plate, during step a), by melting, forming and solidifying the material visco-elastic, chosen hot-melt, and we partially integrate the gravel in the visco-elastic material by sowing them on it between forming and solidification.
- the sole includes a frame, and if this reinforcement defines meshes of dimensions lower than the grading of the gravel of the prefabricated plate, this reinforcement is opposed to the gravel thus sown between forming and solidification of the visco-elastic material pass through this material up to reach the face of the prefabricated plate intended to constitute the face support of the sole on the ballast, and thus preserves the homogeneity of this bearing face on the ballast.
- the gravel of the prefabricated plate that is to say the gravel attached to the sole
- the gravel of the prefabricated plate have the same nature and the same grain size than those of concrete, and leave between them spaces whose dimensions correspond as much as possible to their grain size, which on the one hand facilitates the insertion of gravel from the prefabricated plate between those of the concrete intended to constitute the block during of the pouring of this concrete and on the other hand ensures homogeneity of the distribution of gravel in concrete to the immediate vicinity of the sole.
- the gravel of the prefabricated plate that is to say the gravel attached to the sole, cover from 80% to 95% of the gravel side of the prefabricated plate, i.e. still from the side bottom of the block.
- any other support rail comprising at least one concrete block, namely in particular the bi-block sleepers, comprising two reinforced concrete blocks connected by a spacer, the switchgear supports, the blocks intended for receive a rail individually, and it will bring to the arrangements that are going be described the modifications necessary in each case, without going out to as much of the scope of the present invention.
- a monobloc cross member 1 made of prestressed reinforced concrete, has the general shape of a block 2 of concrete, elongated in a direction longitudinal 3 perpendicular to the rail 4 to be supported.
- block 2 is delimited by a lower face plane 6, longitudinal, parallel to the rolling plane 7 of the rails, this lower face 6 being embedded in the ballast 5 and resting on it, flat, by means of a sole 8 of a chosen visco-elastic material for example in accordance with the teachings of EP-A-0 465 390, and a upper face 9 which is essentially flat and parallel to the face lower 6 in the example illustrated but could present other conformations, and receives the two rails 4 directly or, as it is illustrated, via saddles 10, with elastic fixing of the rails 4 by means 11 not detailed and well known to a person skilled in the art.
- the block 2 is also delimited by two flat longitudinal faces 12 connecting the lower face 6 to the lower face 9 by converging from the first to the second, so as to communicate to the block 2 a cross section in the form of an isosceles trapezoid, and in pairs transverse end faces 13 also flat, also connecting the lower face 6 to the upper face 9 and further connecting mutually the two longitudinal faces 12, these two faces 13 being approximately transverse and converging mutually from the face lower 6 towards the lower face 9 so that when viewed in section through a longitudinal plane perpendicular to these faces 6 and 9, the crosspiece also has a section essentially in the form of isosceles trapezoid.
- the sole 8 presents in contact, flat, with the lower face 6 of the block 2 a flat upper face 14 integral with this lower face 6 while it presents downwards, that is to say in contact with the ballast 5, a lower face 15 also planar, parallel to the upper face 14 and close enough to it that the sole 8, considered in isolation, has the form of a plate with a thickness of the order of 3 to 10 mm, preferably around 4 mm, these figures only being indicated as a nonlimiting example.
- the two faces 14 and 15 are connected mutually by a song 16 which is perpendicular to them and their communicates a rectangular shape which can be identical to that of the lower face 6 of block 2, that is to say in particular having the same dimensions as this lower face 6 so that the sole 8 fully covers the latter, in a manner known per se, or be approximately identical to that of the underside 6, and more precisely present dimensions of a few millimeters to those of this underside 6 so that the sole 8 covers practically the whole of it, leaving however remain a free peripheral zone 17 whose presence facilitates the manufacture of the assembly integral with block 2 and sole 8 in accordance with the present invention, as will appear below, and whose direct contact with ballast 5 presents little disadvantage in the since this zone 17 is limited to the immediate vicinity of the connection of the lower face 6 with the longitudinal faces 12 and the transverse end faces 13.
- the plate constituting the sole 8 is prefabricated before being integrated into the concrete constituting block 2, at the manufacturing of it, but a specific method of prefabrication, constituting a preferred embodiment of the present invention, will now be described with reference to FIG. 3, as regards the prefabrication process, and Figure 4 with regard to the plate prefabricated obtained, intended to constitute the sole 8.
- FIG. 3 shows that a plate 18 is initially manufactured having a lower face 19 and an upper face 20 flat, mutually parallel, separated by a thickness e corresponding to the thickness e of the sole 8 measured between its upper face 14 and its face lower 15, with plan dimensions which may be those of the sole 8 to be produced, or even to be much higher for correspond to the soles 8 of several sleepers 1, in which case cuts the plate 18 at any time preceding its integration, as sole 8, into the concrete constituting the block 2 of each cross member, respectively.
- the plate 18 thus produced has dimensions in plan corresponding to several soles 8, it is then cut into a certain number of elementary plates each of which has the dimensions required to constitute a respective sole 8, as will be understood easily a skilled person. For reasons of simplicity, we will subsequently keep the same reference number 18 to designate a plate made directly to the dimensions of a sole 8 determined or a plate obtained by cutting a plate 18 corresponding to several soles 8.
- a plate 18 thus defined, having dimensions corresponding to those of a sole 8, is integrated into the concrete constituting the block 2 of a cross member 1 to be produced, to constitute the sole 8 thereof, under operating conditions which will now be described, in reference to Figures 6 to 10.
- flank 33 and end 34 faces, connecting in pairs, thus connect the bottom 32 to a flat, horizontal upper face 35 of the mold 29, at the level of which these flank 33 and end 34 faces define a fully open filling opening 36, rectangular like the underside 6 of the block 2 to be produced and having dimensions slightly larger than those of this face 6.
- the mold 29 has means, not detailed, for temporarily stretching between the faces end 34 of the prestressing armatures 37 of the block 2 in compression, and may have various provisions, in particular at bottom level 32, for possibly receiving organs to be integrated to the concrete of block 2 with a view to fixing the saddles 10, in the form of inserted dowels or studs, not shown but well known of a skilled person.
- the reinforcements 37 having been put in tension inside the imprint 31 and the other frames of block 2 to be produced having been placed also in place in this imprint 31, as well as any organ to integrate into the concrete in particular for fixing the saddles 10, we sink in the footprint 31 the concrete 38 intended to constitute the block 2, making vibrate the vibrating table 30 under the usual operating conditions, as shown in Figure 6.
- the footprint 31 is thus substantially filled with concrete 38 which, at the end of this filling, presents a free surface upwards 39 approximately flat and approximately level with the face upper 35 of the mold 29, in the filling opening 36, as it spring of FIG. 7 which illustrates a next phase of the manufacture of the block 2.
- This phase consists in grooming the free surface 39 in particular for the make it smooth and flat, that is to say give it the conformation of the face lower 6 of block 2 that it is intended to constitute.
- Concrete 38, at the interior of the imprint 31 then has the shape of the block 2 to be produced.
- This damage also has the effect of causing, if possible taking into account the composition of concrete 38, a rise in milt at the level of the surface 39, this possible rise in milt being used according to one preferred embodiments of the present invention to provide the subsequent anchoring of the plate 18 by its gravelled face 20.
- tamping is accompanied by vibrations communicated by the vibrating table 30 and is carried out by means of a lady 40 having the general shape of a rigid plate comprising a face lower plane 41 of tamping, horizontal and having a shape rectangular plane, corresponding to that of face 6 to be produced, so as to be able to be moved towards the inside of the impression 31 by applying pressure on the face 39 until occupying with respect to the bottom 32 of the imprint 31 a position identical to that of the underside 6 of the block 2 with respect to the upper face 9 thereof.
- Plate 40 is stiffened for example by a beam 42 which doubles it upwards, and which ensures the connection of this plate 40 to means, simply shown schematically by a vertical double arrow 43, of lifting relative to the mold 29, to clear the filling opening 36, and the descent to this mold 29, that is to say towards the inside of the imprint 31, to effect tamping the free surface 39 of concrete 38 with the application of a pressure to it.
- a next step, illustrated in Figure 8, is itself characteristic of the implementation of the present invention and consists in deposit on the groomed free surface 39 of the concrete 38 the plate 18 of which turns the gravel side 20 downwards so that this side gravelled 20 essentially covers the free surface 39 of concrete 38, in a position substantially identical to that which the sole 8 must occupy with respect to the lower face 6 of block 2. Naturally, this deposition takes place while the tamping plate 40 is lifted.
- gravels 44 of concrete 38 are inserted in the spaces free 28 between the gravel 27 during this phase of penetration of these last in concrete 38, as shown in Figure 5 illustrating the crosspiece 1 finished, in position of use, so that the gravel 27 are embedded in concrete 38 under the same conditions as gravel 44, and the identity of nature between the gravel 27 and the gravel 44 ensures homogeneity of concrete 38 until contact with the gravel face 20 of plate 18. It is understood, however, that concrete 38 can in addition to containing gravel with a grain size greater than that of chippings 44, in a manner known per se.
- the continuity between the gravel 44 and 27 is ensured by the only laitance raised during the tamping illustrated in Figure 7, or by the filler material deposited on the free surface 39 between the steps illustrated in FIGS. 7 and 8 in the case where the quantity of laitance thus available would be insufficient; excess any laitance or filler material can drain upwards around the plate 18, taking into account the aforementioned dimensioning thereof.
- the preferred choice, for the plate 18 intended for constitute the sole 8, of plan dimensions slightly smaller than those of the lower face 6 of the block 2 to be produced, that is to say those of the free surface 39 of concrete 38 inside the cavity 31, facilitates also the evacuation of air which could tend to remain trapped between the plate 18 and the concrete 38, that is to say allows to obtain a contact as intimate as possible between the concrete 38, on the one hand, the gravel 27 and, by the free spaces 28 between them, the face 20 of the plate 18, on the other hand.
- the lady 40 is lifted and the vibration stopped, and the mold 29 is detached from the vibrating table 30 to transport it to an intermediate storage area or, as illustrated in figure 10, towards an oven to authorize or cause the setting concrete 38.
- the molds 29 are preferably turned over, that is to say rest by their face 35 on a horizontal support, plane 45, so that the concrete 38 rests on it support 45 by means of the gravelled plate 18 and contributes, by its own weight, to preserve the integration of the gravel 27 thereof to concrete 38; however, it is not beyond the scope of this invention by leaving the face 35 of the molds facing upward during the concrete setting 38.
- a cross member 1 according to the invention including in particular the lower face 6 is constituted by the surface 39, initially free, of the concrete 38 now constituting block 2 and the sole 8 of which is constituted by the plate 18, the gravel face 20 of which constitutes the upper face 14 and whose other face 19 constitutes the lower face 15.
- the gravel 27, embedded both in the visco-elastic material now constituting the sole 8 and in concrete 38 now constituting block 2, provide a link regularly distributed between the sole 8 and the block 2, so particularly effective, covering the same proportion of the face lower 6 of block 2 than of the upper face 14 of the sole 8, namely in the range of 80% to 95% in the preferred implementation example previously indicated.
- the molding imprint 31 is shaped so as to carry out the molding of the crosspiece not in an inverted position of this one but in another position, in which case one could be brought to place the plate 18 in this cavity 31 before pouring the concrete 38 into it, the gravelled plate 18 being naturally placed in the area of the imprint 31 intended to produce the lower face 6 of the block 2 of concrete and having its gravel face 20 towards the inside of the imprint 31.
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Description
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un
support de rail de chemin de fer, tel qu'une traverse, comportant au moins
un bloc de béton présentant notamment une face supérieure destinée à
recevoir au moins un rail et une face inférieure destinée à assurer l'appui
du bloc sur un substrat, tel qu'un ballast, et une semelle en matériau
visco-élastique couvrant solidairement cette face inférieure et destinée à
servir d'intermédiaire d'appui entre le bloc et le substrat, ledit procédé
comportant la succession des étapes consistant à :
Elle concerne également un support de rail de chemin de fer
susceptible d'être obtenu par mise en oeuvre de ce procédé.
On sait que l'interposition d'une semelle d'un matériau viscoélastique
convenablement choisi, tel qu'un polyuréthane dense et dur,
entre le bloc de béton unique d'une traverse monobloc ou chaque blochet
de béton d'une traverse bibloc, ou tout bloc de béton de tout support de rail
de chemin de fer, et le ballast permet d'éviter l'attrition du béton et du
ballast ainsi que le tassement de celui-ci, ainsi que de dissiper l'énergie
vibratoire générée par les charges roulantes, c'est-à-dire notamment de
réduire le bruit au passage d'un train.
En particulier, EP-A-0 465 390 propose de fixer une telle semelle au
ou à chaque bloc de béton d'une traverse ou de tout autre support de rail,
en proposant différents modes de solidarisation, à savoir une projection ou
une coulée du matériau visco-élastique sur le béton, une intégration de
plaques préfabriquées du matériau visco-élastique au béton, lors de la
fabrication du support de rail, tel qu'une traverse, par moulage d'au moins
un bloc de béton, ou encore par collage de telles plaques préfabriquées sur
le béton, par tout adhésif approprié.
Cependant, actuellement, le seul procédé effectivement utilisé pour
réaliser la fixation de la semelle au béton est une projection du matériau
visco-élastique au pistolet, directement sur le béton, après séchage
complet de celui-ci. Ceci nécessite un état de surface particulièrement lisse
du béton, sur lequel il est généralement nécessaire d'effectuer à cet effet
une reprise de finition, et allonge le temps de fabrication des traverses ou
autres supports puisqu'au temps de séchage du béton de ces derniers
s'ajoute le temps de projection puis de prise du matériau visco-élastique.
En outre, il est difficile d'assurer ainsi une épaisseur uniforme à la
semelle.
La technique consistant à préfabriquer les semelles sous forme de
plaques de matériau visco-élastique pour ensuite les intégrer au béton
lors du moulage de celui-ci ou les coller sur celui-ci pendant ou après sa
prise permet de remédier à cet inconvénient, mais elle est restée pour
l'instant sans suite. En effet, la fixation par collage permet certes
d'assurer la fixation de la semelle sur la face inférieure du bloc dans des
conditions satisfaisantes d'homogénéité, mais elle présente l'inconvénient
de freiner la production ; la fixation par intégration au béton lors de son
moulage permet certes de ne pas allonger la fabrication des traverses ou
autres supports de rail en ce sens que les plaques préfabriquées peuvent
être fabriquées en temps masqué et que leur intégration à la traverse ne
nécessite pas d'intervention supplémentaire autre que leur mise en place
dans le moule préalablement à la coulée du béton, mais l'ancrage des
semelles sur le béton ne résulte alors que d'un encastrement mutuel
étroitement localisé, si bien que les semelles restent indépendantes du
béton et libres de se déformer par ailleurs, et cet encastrement mutuel
présente une résistance mécanique faible.
Le but de la présente invention est de perfectionner la fixation
d'une semelle visco-élastique préfabriquée au béton d'un bloc de support
de rail tel qu'une traverse, de façon à améliorer l'homogénéité et
l'efficacité de la fixation de la semelle au béton tout en conservant les
avantages de rapidité de mise en oeuvre et d'homogénéité d'épaisseur de la
semelle, résultant de l'intégration directe de celle-ci au moulage du béton
et de la préfabrication de celle-ci.
A cet effet, la présente invention propose un procédé du type
indiqué en préambule, caractérisé en ce que :
- lors de l'étape a), on fixe à une face de la plaque, destinée à être tournée vers le bloc, des gravillons similaires à ceux du béton de telle sorte que ces gravillons forment une saillie sur la face ainsi gravillonnée et soient régulièrement répartis sur celle-ci, et
- lors de l'étape b), on dispose la plaque préfabriquée, par rapport à l'empreinte, de telle sorte que la face gravillonnée coïncide avec une zone de l'empreinte correspondant à la face inférieure du bloc et soit tournée vers l'intérieur de l'empreinte, et que les gravillons de la face gravillonnée s'intègrent ainsi au béton.
Dans la mesure où le support de rail de chemin de fer ainsi obtenu
se distingue des supports de rail de chemin de fer obtenus par les
techniques précédemment connues, notamment les techniques décrites
dans EP-A-0 465 390, la présente invention propose également un support
de rail de chemin de fer, tel qu'une traverse, comportant au moins un bloc
de béton présentant notamment une face supérieure destinée à recevoir
au moins un rail et une face inférieure destinée à assurer l'appui du bloc
sur un substrat, tel qu'un ballast, et une semelle en matériau visco-élastique
couvrant solidairement cette face inférieure et destinée à servir
d'intermédiaire d'appui entre le bloc et le substrat, caractérisé en ce que
des gravillons du béton, régulièrement répartis sur une face de la semelle tournée vers la
face inférieure du bloc, sont directement et individuellement solidarisés avec le matériau visco-élastique de la semelle.
Un Homme du métier comprendra aisément que la répartition
régulière des gravillons de la face gravillonnée de la plaque préfabriquée,
c'est-à-dire de la face de semelle tournée vers la face inférieure du bloc de
béton, permette d'assurer un ancrage réparti de la semelle dans le béton,
c'est-à-dire de fixer de façon aussi homogène que possible la semelle au
béton. En outre, dans la mesure où la liaison entre le béton et la semelle est
assurée par des gravillons, cette fixation peut être rendue beaucoup plus
résistante, notamment aux efforts de cisaillement, qu'une fixation assurée
par simple encastrement mutuel localisé, d'une part du fait qu'elle met en
oeuvre les caractéristiques propres des gravillons et d'autre part du fait de
la répartition des efforts de cisaillement, résultant de la répartition des
gravillons.
Naturellement, on conserve en outre les avantages inhérents à
l'utilisation d'une plaque préfabriquée que l'on intègre au béton lors du
moulage de celui-ci, à savoir les avantages de rapidité de fabrication,
puisque la mise en place de la semelle s'effectue dès le moulage du béton et
ne nécessite pas de reprise ultérieure de celui-ci, et d'homogénéité de
l'épaisseur de la semelle, puisque la plaque peut être préfabriquée avec
toute la précision requise notamment quant à ses cotes.
La zone de l'empreinte correspondant à la face inférieure du bloc
de béton à réaliser peut être définie par une paroi définissant l'empreinte,
auquel cas on dispose la plaque préfabriquée contre cette paroi, lors de
l'étape b), avant de couler le béton dans l'empreinte.
Cependant, on préfère un mode de mise en oeuvre selon lequel
ladite zone de l'empreinte est ouverte et tournée vers le haut lors de
l'étape b), auquel cas on met en oeuvre l'étape b) en emplissant d'abord
l'empreinte de béton pour constituer la face inférieure du bloc par la
surface libre du béton et en appliquant ensuite sur celle-ci, avant la prise
du béton, la face gravillonnée de la plaque préfabriquée dans des
conditions opératoires propres à provoquer l'intégration des gravillons de
la face gravillonnée au béton.
Afin que cette intégration s'effectue de façon aussi homogène et
efficace que possible, on lisse de préférence la surface libre du béton
avant d'y appliquer la face gravillonnée de la plaque préfabriquée, ce qui
assure une pénétration effective de tous les gravillons dans le béton frais.
Ce lissage s'effectue avantageusement par damage, c'est-à-dire par
application d'une pression et, de préférence, d'une vibration, qui ont pour
effet de provoquer une remontée de laitance du béton.
Lorsque la quantité de laitance remontant ainsi est suffisante, on
applique ensuite la face gravillonnée de la plaque préfabriquée sur la
surface libre du béton dans des conditions opératoires, notamment de
pression et, de préférence, de vibration, telles qu'il en résulte un noyage
des gravillons de la face gravillonnée dans la laitance et le comblement,
par celle-ci, de l'espace intercalaire entre la surface libre du béton et la
plaque préfabriquée sans autre apport de matière à cet effet.
Cependant, dans le cas d'un béton insuffisamment riche en
laitance, on peut également apporter à la surface libre du béton, entre le
remplissage de l'empreinte en béton ou le lissage suivant de préférence ce
remplissage et l'application de la face gravillonnée de la plaque
préfabriquée sur la surface libre du béton, un complément d'un matériau
constitutif du béton, à l'état fluide, choisi dans un groupe comportant
notamment l'eau, le ciment pur et le ciment additionné de sable, auquel
cas on applique ensuite la face gravillonnée de la plaque préfabriquée sur
la surface libre du béton dans des conditions opératoires, notamment de
pression et, de préférence, de vibration, telles qu'il en résulte
l'intégration des gravillons de la face gravillonnée de la plaque
préfabriquée au matériau d'apport et le comblement, par ce dernier, de
l'espace intercalaire entre la surface libre du béton et la plaque
préfabriquée.
Dans un cas comme dans l'autre, on obtient un béton homogène
jusqu'au contact du matériau visco-élastique constituant la semelle.
On facilite, selon le cas, la bonne intégration des gravillons de la
face gravillonnée à la laitance ou au matériau d'apport, en donnant à la
plaque préfabriquée des dimensions, en plan, inférieures à celles de la
surface libre du béton. Cette précaution permet notamment de faciliter
l'évacuation de l'air susceptible de rester emprisonné entre la plaque
préfabriquée et le béton. A cet égard, un support de rail de chemin de fer
selon l'invention se caractérise en ce que la semelle présente des
dimensions, en plan, inférieures à celles de la face inférieure du bloc.
De préférence, on améliore la résistance mécanique de la semelle
en intégrant, lors de l'étape a), une armature au matériau visco-élastique
de la plaque préfabriquée, le support de rail de chemin de fer selon
l'invention se caractérisant alors en ce que le matériau visco-élastique de
la semelle inclut une telle armature.
De préférence, cette armature définit des mailles de dimensions
inférieures à la granulométrie des gravillons de la plaque préfabriquée,
c'est-à-dire des gravillons fixés à la semelle, ce qui facilite la mise en
oeuvre de l'étape a) selon un mode consistant à fixer les gravillons à la
plaque en les intégrant partiellement dans le matériau visco-élastique, ce
qui fait que le support selon l'invention se caractérise alors en ce que les
gravillons fixés à la semelle forment une saillie hors de la face inférieure
du bloc et sont intégrés partiellement au matériau visco-élastique de la
semelle. Ainsi, selon un mode de réalisation préféré, les gravillons de la
plaque préfabriquée forment hors de celle-ci une saillie d'une hauteur de
l'ordre de 50% à 95% de leur hauteur, mesurée perpendiculairement à la
face gravillonnée, si bien que les gravillons fixés à la semelle sont
intégrés au matériau visco-élastique de celle-ci sur une hauteur de l'ordre
de 5% à 50% de leur hauteur, mesurée perpendiculairement à la face
inférieure du bloc.
Dans un tel cas, en effet, on préfabrique avantageusement la
plaque, lors de l'étape a), par fusion, formage et solidification du matériau
visco-élastique, choisi thermofusible, et l'on intègre partiellement les
gravillons dans le matériau visco-élastique en les semant sur celui-ci
entre le formage et la solidification. Si le matériau visco-élastique destiné
à constituer la plaque préfabriquée puis la semelle inclut une armature, et
si cette armature définit des mailles de dimensions inférieures à la
granulométrie des gravillons de la plaque préfabriquée, cette armature
s'oppose à ce que les gravillons ainsi semés entre le formage et la
solidification du matériau visco-élastique traversent ce matériau jusqu'à
parvenir à la face de la plaque préfabriquée destinée à constituer la face
d'appui de la semelle sur le ballast, et préserve ainsi l'homogénéité de
cette face d'appui sur le ballast.
De préférence, les gravillons de la plaque préfabriquée, c'est-à-dire
les gravillons fixés à la semelle, ont la même nature et la même
granulométrie que ceux du béton, et laissent subsister entre eux des
espaces dont les dimensions correspondent au maximum à leur
granulométrie, ce qui d'une part facilite l'insertion des gravillons de la
plaque préfabriquée entre ceux du béton destiné à constituer le bloc lors
de la coulée de ce béton et d'autre part assure une homogénéité de la
répartition des gravillons dans le béton jusqu'à proximité immédiate de la
semelle.
A cet égard, en outre, les gravillons de la plaque préfabriquée,
c'est-à-dire les gravillons fixés à la semelle, couvrent de 80% à 95% de la
face gravillonnée de la plaque préfabriquée, c'est-à-dire encore de la face
inférieure du bloc.
Il s'agit de préférence d'un concassé à arêtes vives, d'une
granulométrie de l'ordre de 3 mm/10 mm, de préférence de 4mm/8mm,
mais ces chiffres, comme les chiffres précités, ne constituent qu'un
exemple non limitatif.
D'autres caractéristiques et avantages du procédé et du support de
rail de chemin de fer selon l'invention ressortiront de la description ci-dessous,
relative à un exemple non limitatif, ainsi que des dessins annexés
qui font partie intégrante de cette description.
- Les figures 1 et 2 montrent des vues d'une traverse selon l'invention, partiellement encastrée dans du ballast et portant deux rails, respectivement suivant la direction des rails et perpendiculairement à celle-ci.
- Les figures 3 et 4 illustrent deux phases successives de l'étape a) de préfabrication de la plaque en matériau visco-élastique présentant une face gravillonnée, en coupe par un plan courant perpendiculaire à cette face.
- La figure 5 illustre, en une vue analogue à celle des figures 3 et 4, l'intégration des gravillons de la plaque au béton armé constituant le bloc.
- Les figures 6 à 9 illustrent quatre phases successives de l'étape b) de fabrication de la traverse par moulage de béton avec intégration d'armatures et de la plaque en matériau visco-élastique, la traverse en cours de fabrication étant vue en bout comme c'est le cas à la figure 2.
- La figure 10 illustre l'une des phases de l'étape c) de prise du béton avant démoulage.
- La figure 11 indique une répartition granulométrique de gravillons ayant donné tout satisfaction pour le gravillonnage de la plaque en matériau visco-élastique et la charge du béton d'une traverse conforme à la présente invention, à titre d'exemple non limitatif.
Bien que l'exemple qui va être décrit soit celui de la fabrication
d'une traverse de chemin de fer formée d'un seul bloc de béton armé
précontraint, un Homme du métier comprendra aisément que la présente
invention s'applique également à la fabrication de tout autre support de
rail comportant au moins un bloc de béton, à savoir notamment les
traverses bi-bloc, comportant deux blochets en béton armé raccordés par
une entretoise, les supports d'appareils de voie, les blochets destinés à
recevoir un rail individuellement, et il apportera aux dispositions qui vont
être décrites les modifications nécessaires à chaque cas, sans sortir pour
autant du cadre de la présente invention.
En se référant en premier lieu aux figures 1 et 2, on rappellera
qu'une traverse 1 monobloc, en béton armé précontraint, présente la
forme générale d'un bloc 2 de béton, allongé suivant une direction
longitudinale 3 perpendiculaire au rail 4 à supporter. Si l'on se réfère à
une position de pose, dans laquelle la traverse 1 est partiellement
encastrée dans du ballast 5, le bloc 2 est délimité par une face inférieure
plane 6, longitudinale, parallèle au plan de roulement 7 des rails, cette
face inférieure 6 étant noyée dans le ballast 5 et reposant sur lui, à plat,
par l'intermédiaire d'une semelle 8 en un matériau visco-élastique choisi
par exemple conformément aux enseignements de EP-A-0 465 390, et une
face supérieure 9 qui est pour l'essentiel plane et parallèle à la face
inférieure 6 dans l'exemple illustré mais pourrait présenter d'autres
conformations, et reçoit les deux rails 4 directement ou, comme il est
illustré, par l'intermédiaire de selles 10, avec fixation élastique des rails 4
par des moyens 11 non détaillés et bien connus d'un Homme du métier. Le
bloc 2 est par ailleurs délimité par deux faces longitudinales planes 12
raccordant la face inférieure 6 à la face inférieure 9 en convergeant
mutuellement de la première vers la seconde, de façon à communiquer au
bloc 2 une section transversale en forme de trapèze isocèle, et par deux
faces d'extrémité transversale 13 également planes, raccordant également
la face inférieure 6 à la face supérieure 9 et raccordant en outre
mutuellement les deux faces longitudinales 12, ces deux faces 13 étant
approximativement transversales et convergeant mutuellement de la face
inférieure 6 vers la face inférieure 9 de telle sorte que lorsqu'elle est vue
en coupe par un plan longitudinal perpendiculaire à ces faces 6 et 9, la
traverse présente également une section pour l'essentiel en forme de
trapèze isocèle. Cette convergence mutuelle, vers le haut, d'une part des
faces longitudinales 12 et d'autre part des faces d'extrémité transversale
13 a pour but de faciliter le démoulage du bloc 2, lorsqu'il est moulé selon
une technique qui sera décrite plus loin, et présente l'intérêt de
provoquer son ancrage dans le ballast 5, qui noie les faces 12 et 13 sur la
majeure partie de leur hauteur comme il ressort de l'examen des figures 1
et 2. Cependant, il est bien entendu que d'autres formes pourraient être
choisies sans que l'on sorte pour autant du cadre de la présente invention,
seule présentant au regard de celle-ci la planéité de la face inférieure 6 de
ce bloc 2.
Conformément à la présente invention, et de façon connue en elle-même,
la semelle 8 présente au contact, à plat, de la face inférieure 6 du
bloc 2 une face supérieure plane 14 solidaire de cette face inférieure 6
alors qu'elle présente vers le bas, c'est-à-dire au contact du ballast 5, une
face inférieure 15 également plane, parallèle à la face supérieure 14 et
suffisamment proche de celle-ci pour que la semelle 8, considérée
isolément, présente la forme d'une plaque d'une épaisseur de l'ordre de 3 à
10 mm, de préférence de l'ordre de 4 mm, ces chiffres n'étant indiqués
qu'à titre d'exemple non limitatif. Les deux faces 14 et 15 sont raccordées
mutuellement par un chant 16 qui leur est perpendiculaire et leur
communique une forme rectangulaire qui peut être identique à celle de la
face inférieure 6 du bloc 2, c'est-à-dire notamment présenter les mêmes
dimensions que cette face inférieure 6 de telle sorte que la semelle 8
couvre intégralement cette dernière, de façon connue en elle-même, ou
être approximativement identique à celle de la face inférieure 6, et plus
précisément présenter des dimensions inférieures de quelques
millimètres à celles de cette face inférieure 6 de telle sorte que la semelle 8
couvre pratiquement la totalité de celle-ci en en laissant toutefois
subsister une zone périphérique libre 17 dont la présence facilite la
fabrication de l'ensemble solidaire du bloc 2 et de la semelle 8
conformément à la présente invention, comme il apparaítra plus loin, et
dont le contact direct avec le ballast 5 présente peu d'inconvénient dans la
mesure où cette zone 17 est limitée à la proximité immédiate du
raccordement de la face inférieure 6 avec les faces longitudinales 12 et les
faces d'extrémité transversale 13.
De façon connue en elle-même, la plaque constituant la semelle 8
est préfabriquée avant d'être intégrée au béton constituant le bloc 2, à la
fabrication de celui-ci, mais un mode de préfabrication spécifique,
constituant un mode de mise en oeuvre préféré de la présente invention,
va être décrit à présent en référence à la figure 3, en ce qui concerne le
procédé de préfabrication, et la figure 4 en ce qui concerne la plaque
préfabriquée obtenue, destinée à constituer la semelle 8.
La figure 3 montre que l'on fabrique initialement une plaque 18
présentant une face inférieure 19 et une face supérieure 20 planes,
mutuellement parallèles, séparées par une épaisseur e correspondant à
l'épaisseur e de la semelle 8 mesurée entre sa face supérieure 14 et sa face
inférieure 15, avec des dimensions en plan qui peuvent être celles de la
semelle 8 à réaliser, ou encore être largement supérieures pour
correspondre aux semelles 8 de plusieurs traverses 1, auquel cas on
procède à un découpage de la plaque 18 à un moment quelconque
précédant son intégration, en tant que semelle 8, au béton constituant le
bloc 2 de chaque traverse, respectivement.
La plaque 18 est constituée du matériau visco-élastique destiné à
constituer la semelle 8, lequel est avantageusement choisi de nature
thermofusible, et par exemple constitué d'un polyuréthane choisi selon
les spécifications de EP-A-0 465 390, notamment un polyuréthane de dureté
70 shore A. Alors, la plaque 18 peut être avantageusement préfabriquée
par la succession des étapes consistant à :
- réaliser une première couche 21 de matériau visco-élastique à l'état fondu, cette première couche 21 définissant la face 19 et une partie, par exemple environ la moitié, de l'épaisseur e de la plaque 18 à partir de cette face 19;
- alors que le matériau visco-élastique de la première couche 21 est encore fluide, déposer sur cette première couche 21 une armature textile 22, par exemple tissée de façon à définir des mailles 23, notamment un voile de polyester à 80g/m2 ;
- déposer ensuite sur l'armature 22 une deuxième couche 24 de matériau visco-élastique en fusion, qui s'ancre sur la première couche 21 à travers l'armature 22 et constitue le reste de l'épaisseur e de la plaque 18, jusqu'à la face supérieure 20 de celle-ci ;
- alors que le matériau visco-élastique de la deuxième couche 24 est encore à l'état fluide, et que la face inférieure 19 de la plaque 18 repose à titre provisoire sur une face supérieure horizontale, plane 25 d'un support approprié 26, semer sur la face supérieure 20, tournée vers le haut, des gravillons 27 propres, c'est-à-dire dépoussiérés, de même nature et de même granulométrie que les gravillons utilisés pour le béton constitutif du bloc 2 à réaliser, lesquels gravillons 27 s'enfoncent partiellement dans la deuxième couche 24 sans atteindre la première couche 21 ; en effet, les mailles 23 de l'armature 22 présentent une dimension inférieure à la granulométrie des gravillons 27, qui ne peuvent la traverser et dont la pénétration dans la plaque 18 est donc limitée à la deuxième couche 24 de celle-ci ;
- autoriser ou provoquer la prise du matériau visco-élastique des couches 21 et 24, qui se solidarisent mutuellement à travers l'armature 22 et ancrent définitivement les gravillons 27 dans la plaque 18, dont la structure finale est illustrée à la figure 4.
Il ressort de cette figure que les gravillons 27, tous situés du même
côté de l'armature 22 que la couche 24, à présent solidaire de la couche 21 à
travers les mailles 23 de l'armature 22, forment une saillie sur la face 20 de
la plaque 18, de façon régulièrement répartie sur cette face 20 et en
laissant subsister entre eux, sur celle-ci, des espaces libres 28 dont les
dimensions correspondent au maximum à leur granulométrie, qui est
également celle des gravillons destinés à entrer dans la composition du
béton constituant le bloc 2.
A titre d'exemple non limitatif, en utilisant notamment comme
gravillons 27 un concassé silico-calcaire à arêtes vives d'une
granulométrie de 3 mm/10 mm, de préférence 4 mm/8 mm, notamment un
concassé répondant à l'analyse granulométrique par tamisage ressortant
de la figure 11, qui doit être considérée comme intégrée à la présente
description, on a obtenu de bons résultats en couvrant de 80% à 95% de la
surface de la face 20 par les gravillons 27, et en faisant former par ces
derniers, perpendiculairement à la face 20, une saillie d'une hauteur h de
l'ordre de 50% à 95% de leur hauteur H, également mesurée
perpendiculairement à la face gravillonnée 20 ; en d'autres termes, les
gravillons 27 étaient intégrés au matériau visco-élastique de la plaque 18
sur une profondeur p, mesurée perpendiculairement à la face
gravillonnée 20, de l'ordre de 5% à 50% de leur hauteur H, étant entendu
que cette profondeur p est égale à la différence entre H et h, d'une part, et
est inférieure à l'épaisseur e de la plaque 18, et plus précisément au plus
égale à l'épaisseur non référencée de la couche 24, elle-même par exemple
approximativement égale à la moitié de l'épaisseur e, d'autre part.
Si la plaque 18 ainsi réalisée présente des dimensions en plan
correspondant à plusieurs semelles 8, elle est alors coupée en un certain
nombre de plaques élémentaires dont chacune présente les dimensions
requises pour constituer une semelle 8 respective, comme le comprendra
aisément un Homme du métier. Pour des raisons de simplicité, on
conservera par la suite la même référence numérique 18 pour désigner
une plaque réalisée directement aux dimensions d'une semelle 8
déterminée ou une plaque obtenue par découpage d'une plaque 18
correspondant à plusieurs semelles 8.
Une plaque 18 ainsi définie, présentant des dimensions
correspondant à celles d'une semelle 8, est intégrée au béton constitutif du
bloc 2 d'une traverse 1 à réaliser, pour constituer la semelle 8 de celle-ci,
dans des conditions opératoires qui vont être décrites à présent, en
référence aux figures 6 à 10.
Ces conditions opératoires diffèrent peu des conditions opératoires
habituelles de fabrication des traverses, si bien qu'elles ne seront décrites
que dans leurs grandes lignes, hormis en ce qui concerne les opérations
de mise en place et d'intégration de la plaque préfabriquée 18.
Dans l'exemple non limitatif illustré, de façon connue en elle-même,
on utilise pour le moulage du béton armé constitutif du bloc 2 un
moule 29 que l'on accroche de façon amovible sur une table vibrante 30,
dans une position d'utilisation qui va servir de référence à la description
succinte, ci-dessous, de ce moule 29 bien connu d'un Homme du métier.
Ce moule 29 définit en vue du moulage du béton une empreinte 31
intégralement ouverte vers le haut, et délimité par ;
- une face de fond 32 reproduisant, en négatif, la géométrie de la face 9 du bloc 2 à mouler et présentant une orientation générale horizontale,
- deux faces de flanc planes 33 occupant par rapport à la face de fond 32 la même position que les faces longitudinales 12 du bloc 2 à réaliser par rapport à la face supérieure 9 de celui-ci, c'est-à-dire notamment s'écartant mutuellement vers le haut, à partir de leur raccordement à la face de fond 32, de façon à donner à l'empreinte 31 une forme évasée, la dimension des deux faces de flanc 33 dans le sens de la hauteur étant sensiblement identique à la dimension correspondante des faces longitudinales 12 à réaliser,
- deux faces d'extrémité 34 occupant par rapport à la face de fond 32 et aux faces de flanc 33 une position respective identique à celle des faces d'extrémité transversale 13 du bloc 2 à réaliser par rapport à la face supérieure 9 et aux faces longitudinales 12 de celui-ci, respectivement, avec un dimensionnement dans le sens de la hauteur sensiblement identique à celui des faces d'extrémité transversale 13 et un écartement mutuel vers le haut, à partir du fond 32, propre à donner à l'empreinte 31 une forme évasée vers le haut.
Les faces de flanc 33 et d'extrémité 34, se raccordant deux à deux,
raccordent ainsi le fond 32 à une face supérieure plane, horizontale 35 du
moule 29, au niveau de laquelle ces faces de flanc 33 et d'extrémité 34
délimitent une ouverture de remplissage 36 intégralement ouverte,
rectangulaire comme la face inférieure 6 du bloc 2 à réaliser et présentant
des dimensions légèrement supérieures à celles de cette face 6.
De façon également connue en elle-même, le moule 29 présente des
moyens, non détaillés, pour tendre provisoirement entre les faces
d'extrémité 34 des armatures 37 de précontrainte du bloc 2 en
compression, et peut présenter diverses dispositions, notamment au
niveau du fond 32, pour recevoir éventuellement des organes à intégrer
au béton du bloc 2 en vue de la fixation des selles 10, sous forme de
chevilles insérées ou de goujons, de façon non illustrée mais bien connue
d'un Homme du métier.
Les armatures 37 ayant été mises en traction à l'intérieur de
l'empreinte 31 et les autres armatures du bloc 2 à réaliser ayant été mises
en place également dans cette empreinte 31, de même que tout organe à
intégrer au béton notamment en vue de la fixation des selles 10, on coule
dans l'empreinte 31 le béton 38 destiné à constituer le bloc 2, en faisant
vibrer la table vibrante 30 dans les conditions opératoires habituelles,
comme l'illustre la figure 6.
On remplit ainsi sensiblement l'empreinte 31 de béton 38 qui, à la
fin de ce remplissage, présente vers le haut une surface libre 39
approximativement plane et approximativement de niveau avec la face
supérieure 35 du moule 29, dans l'ouverture de remplissage 36, comme il
ressort de la figure 7 qui illustre une phase suivante de la fabrication du
bloc 2. Cette phase consiste à damer la surface libre 39 notamment pour la
rendre lisse et plane, c'est-à-dire lui donner la conformation de la face
inférieure 6 du bloc 2 qu'elle est destinée à constituer. Le béton 38, à
l'intérieur de l'empreinte 31, présente alors la forme du bloc 2 à réaliser.
Ce damage a également pour effet de provoquer, si possible compte tenu de
la composition du béton 38, une remontée de laitance au niveau de la
surface 39, cette remontée éventuelle de laitance étant utilisée selon l'un
des modes de réalisation préféré de la présente invention pour assurer
l'ancrage ultérieur de la plaque 18 par sa face gravillonnée 20.
De façon connue, le damage est accompagné de vibrations
communiquées par la table vibrante 30 et s'effectue au moyen d'une dame
40 présentant la forme générale d'une plaque rigide comportant une face
inférieure plane 41 de damage, horizontale et présentant une forme en
plan rectangulaire, correspondant à celle de la face 6 à réaliser, de façon à
pouvoir être déplacée vers l'intérieur de l'empreinte 31 en appliquant
une pression à la face 39 jusqu'à occuper par rapport au fond 32 de
l'empreinte 31 une position identique à celle de la face inférieure 6 du
bloc 2 par rapport à la face supérieure 9 de celui-ci. La plaque 40 est
rigidifiée par exemple par une poutre 42 qui la double vers le haut, et qui
assure le raccordement de cette plaque 40 à des moyens, simplement
schématisés par une double flèche verticale 43, de levée par rapport au
moule 29, pour dégager l'ouverture de remplissage 36, et de descente vers
ce moule 29, c'est-à-dire vers l'intérieur de l'empreinte 31, pour effectuer
le damage de la surface libre 39 du béton 38 avec application d'une
pression à celle-ci.
Une étape suivante, illustrée à la figure 8, est quant à elle
caractéristique de la mise en oeuvre de la présente invention et consiste à
déposer sur la surface libre, damée 39 du béton 38 la plaque 18 dont on
tourne la face gravillonnée 20 vers le bas de telle sorte que cette face
gravillonnée 20 couvre pour l'essentiel la surface libre 39 du béton 38,
dans une position sensiblement identique à celle que la semelle 8 doit
occuper par rapport à la face inférieure 6 du bloc 2. Naturellement, ce
dépôt s'effectue alors que la plaque de damage 40 est levée.
Si la quantité de laitance disponible sur la surface 39, après le
damage illustré à la figure 7, est insuffisante pour mettre en oeuvre la
suite du procédé, dans des conditions qui seront décrites ultérieurement,
on peut entre l'étape illustrée à la figure 7 et l'étape illustrée à la figure 8
effectuer sur la surface libre 39 du béton un apport d'un complément de
matériau constitutif de celui-ci, à savoir notamment d'eau, de ciment pur
ou de ciment additionné de sable, de préférence sans addition de
gravillons. Naturellement, le matériau ainsi apporté, comparable à un
complément de laitance, se trouve à l'état fluide, au même titre que le
béton 38 emplissant l'empreinte 31.
Ensuite, comme le montre la figure 9, on redescend la plaque de
damage 40 vers l'empreinte 31 de telle sorte que la face 41 de cette plaque
de damage 40 s'appuie à plat sur la face 19, alors tournée vers le haut, de la
plaque 18 elle-même en appui vers le bas, par sa face gravillonnée 20, sur
la surface libre 39 du béton 38. On applique ainsi à la plaque gravillonnée
18 une pression vers le bas, au moyen de la plaque de damage 40, en
faisant vibrer le moule 29 au moyen de la table vibrante 30, dans des
conditions identiques à celles qui ont donné lieu à une remontée
éventuelle de laitance lors du damage décrit en référence à la figure 7, de
façon à enfoncer les gravillons 27 de la face gravillonnée 20 de la plaque
18 dans le béton frais définissant la surface libre 39, jusqu'à ce que les
espaces libres 28 de la face gravillonnée 20 de la plaque 18 viennent eux-mêmes
s'appliquer sous pression sur le béton 38, qui enrobe
intégralement la partie des gravillons 27 formant saillie par rapport à la
face gravillonnée 20 de la plaque 18. Compte tenu de ce que les gravillons
27 présentent une granulométrie identique à celle des gravillons du béton
38, d'une part, et délimitent entre eux des espaces libres 28 présentant des
dimensions correspondant au maximum à cette granulométrie, d'autre
part, des gravillons 44 du béton 38 viennent s'intercaler dans les espaces
libres 28 entre les gravillons 27 lors de cette phase de pénétration de ces
derniers dans le béton 38, comme le montre la figure 5 illustrant la
traverse 1 finie, en position d'utilisation, si bien que les gravillons 27 sont
enrobés dans le béton 38 dans les mêmes conditions que les gravillons 44 ,
et l'identité de nature entre les gravillons 27 et les gravillons 44 assure
une homogénéité du béton 38 jusqu'au contact avec la face gravillonnée
20 de la plaque 18. Il est bien entendu, toutefois, que le béton 38 peut en
outre contenir des graviers de granulométrie supérieure à celle de
gravillons 44, de façon connue en soi.Selon le cas, la continuité entre les
gravillons 44 et 27 est assurée par la seule laitance remontée lors du
damage illustré à la figure 7, ou encore par le matériau d'apport déposé
sur la surface libre 39 entre les étapes illustrées aux figures 7 et 8 au cas
où la quantité de laitance ainsi disponible serait insuffisante ; un excédent
éventuel de laitance ou de matériau d'apport peut s'évacuer vers le haut
autour de la plaque 18, compte tenu du dimensionnement précité de celle-ci.
On remarquera que le choix préféré, pour la plaque 18 destinée à
constituer la semelle 8, de dimensions en plan légèrement inférieures à
celles de la face inférieure 6 du bloc 2 à réaliser, c'est-à-dire à celles de la
surface libre 39 du béton 38 à l'intérieur de l'empreinte 31, facilite
également l'évacuation de l'air qui pourrait tendre à rester emprisonné
entre la plaque 18 et le béton 38, c'est-à-dire permet d'obtenir un contact
aussi intime que possible entre le béton 38, d'une part, les gravillons 27 et,
par les espaces libres 28 entre eux, la face 20 de la plaque 18, d'autre part.
A titre d'exemple non limitatif, on a obtenu de bons résultats en
enfonçant la plaque gravillonnée 18 dans le béton frais 38 en utilisant la
vibration précitée et une pression de l'ordre de 7000 N/m2 pendant 10 à 20
secondes, mais ces chiffres sont indiqués à titre d'exemple limitatif.
Lorsque le béton 38 a fait suffisamment prise, la dame 40 est levée et
la vibration arrêtée, et l'on détache le moule 29 de la table vibrante 30
pour l'acheminer vers une aire de stockage intermédiaire ou, comme
l'illustre la figure 10, vers une étuve pour autoriser ou provoquer la prise
du béton 38. Pendant cette prise, comme le montre la figure 10, les moules
29 sont de préférence retournés, c'est-à-dire reposent par leur face 35 sur
un support horizontal, plan 45, si bien que le béton 38 repose sur ce
support 45 par l'intermédiaire de la plaque gravillonnée 18 et contribue,
par son propre poids, à préserver l'intégration des gravillons 27 de celle-ci
au béton 38 ; cependant, on ne sortirait pas du cadre de la présente
invention en laissant la face 35 des moules tournée vers le haut pendant la
prise du béton 38.
Après le temps nécessaire à la prise complète de celui-ci, dans des
conditions identiques aux conditions habituelles, on procède au démoulage
et à la libération des armatures 37 qui créent une précontrainte de
compression dans le béton 38, étant entendu que le démoulage pourrait
également être effectué avant que la prise ne soit complète ; on obtient
ainsi une traverse 1 selon l'invention, dont notamment la face inférieure
6 est constituée par la surface 39, initialement libre, du béton 38
constituant à présent le bloc 2 et dont la semelle 8 est constituée par la
plaque 18, dont la face gravillonnée 20 constitue la face supérieure 14 et
dont l'autre face 19 constitue la face inférieure 15. Les gravillons 27,
noyés à la fois dans le matériau visco-élastique constituant à présent la
semelle 8 et dans le béton 38 constituant à présent le bloc 2, assurent une
liaison régulièrement répartie entre la semelle 8 et le bloc 2, de façon
particulièrement efficace, en couvrant la même proportion de la face
inférieure 6 du bloc 2 que de la face supérieure 14 de la semelle 8, à savoir
de l'ordre de 80% à 95% dans l'exemple de mise en oeuvre préféré
précédemment indiqué.
Naturellement, un Homme du métier comprendra aisément que non
seulement les chiffres indiqués, mais également le procédé adopté pour le
moulage du béton 38 et l'intégration des gravillons 27 de la plaque 18 à
celui-ci pourraient être modifiés dans une large mesure sans que l'on
sorte pour autant du cadre de la présente invention. En particulier, on
pourrait prévoir que l'empreinte de moulage 31 soit conformée de façon à
effectuer le moulage de la traverse non pas dans une position retournée de
celle-ci mais dans une autre position, auquel cas on pourrait être amené à
disposer la plaque 18 dans cette empreinte 31 avant d'y couler le béton 38,
la plaque gravillonnée 18 étant naturellement placée dans la zone de
l'empreinte 31 destinée à réaliser la face inférieure 6 du bloc 2 de béton et
présentant sa face gravillonnée 20 vers l'intérieur de l'empreinte 31.
Claims (26)
- Procédé de fabrication d'un support de rail (4) de chemin de fer, tel qu'une traverse (1), comportant au moins un bloc (2) de béton (38) présentant notamment une face supérieure (9) destinée à recevoir au moins un rail (4) et une face inférieure (6) destinée à assurer l'appui du bloc (2) sur un substrat (5), tel qu'un ballast (5), et une semelle (8) en matériau visco-élastique couvrant solidairement cette face inférieure (6) et destinée à servir d'intermédiaire d'appui entre le bloc (2) et le substrat (5), ledit procédé comportant la succession des étapes consistant à :caractérisé en ce que :a) préfabriquer une plaque (18) en matériau visco-élastique, aux dimensions de la semelle (8) à réaliser,b) fabriquer le bloc (2) par moulage de béton (38) dans une empreinte (31) en y intégrant la plaque préfabriquée (18) pour constituer la semelle (8), etc) autoriser ou provoquer la prise du béton (38) puis démouler le bloc (2), portant solidairement la semelle,lors de l'étape a), on fixe à une face (20) de la plaque (18), destinée à être tournée vers le bloc (2), des gravillons (27) similaires à ceux du béton (38) de telle sorte que ces gravillons (27) forment une saillie sur la face (20) ainsi gravillonnée et soient régulièrement répartis sur celle-ci, etlors de l'étape b), on dispose la plaque préfabriquée (18), par rapport à l'empreinte (31), de telle sorte que la face gravillonnée (20) coïncide avec une zone (36) de l'empreinte (31) correspondant à la face inférieure (6) du bloc (2) et soit tournée vers l'intérieur de l'empreinte (31), et que les gravillons (27) de la face gravillonnée (2) s'intègrent ainsi au béton (38).
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite zone (36) de l'empreinte (31) est ouverte et tournée vers le haut lors de l'étape b), et en ce que l'on met en oeuvre l'étape b) en emplissant d'abord l'empreinte (31) de béton (38) pour constituer la face inférieure (6) du bloc par la surface libre (39) du béton (38) et en appliquant ensuite sur celle-ci, avant la prise du béton (38), la face gravillonnée (20) de la plaque préfabriquée (18) dans des conditions opératoires propres à provoquer l'intégration des gravillons (27) de la face gravillonnée (20) au béton (38).
- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on lisse la surface libre (39) du béton avant d'y appliquer la face gravillonnée (20) de la plaque préfabriquée (18).
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'on soumet le béton (38) à des conditions, notamment de pression et, de préférence, de vibration ayant pour effet de provoquer une remontée de laitance avant d'appliquer la face gravillonnée (20) de la plaque préfabriquée (18) sur sa surface libre (39), et en ce qu'on applique ensuite la face gravillonnée (20) de la plaque préfabriquée (18) sur la face libre (39) du béton (38) dans des conditions opératoires, notamment de pression et, de préférence, de vibration,telles qu'il en résulte un noyage des gravillons (27) de la face gravillonnée (20) dans la laitance et le comblement, par celle-ci, de l'espace intercalaire entre la surface libre (39) du béton (38) et la plaque préfabriquée (18) sans autre apport de matière à cet effet.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que, entre le remplissage de l'empreinte (31) en béton (38) et l'application de la face gravillonnée (20) de la plaque préfabriquée (18) sur la surface libre (39) du béton (38), on apporte à celle-ci un complément d'un matériau constitutif du béton, à l'état fluide, choisi dans un groupe comportant notamment l'eau, le ciment pur et le ciment additionné de sable, et en ce que l'on applique ensuite la face gravillonnée (20) de la plaque préfabriquée (18) sur la surface libre (39) du béton (38) dans des conditions opératoires, notamment de pression et, de préférence, de vibration, telles qu'il en résulte l'intégration des gravillons (27) de la face gravillonnée (20) de la plaque préfabriquée (18) au matériau d'apport et le comblement, par ce dernier, de l'espace intercalaire entre la surface libre (39) du béton (38) et la plaque préfabriquée (18).
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la plaque préfabriquée (18) présente des dimensions, en plan, inférieures à celles de la surface libre (39) du béton (38).
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, lors de l'étape a), on intègre une armature (22) au matériau visco-élastique de la plaque préfabriquée (18).
- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'armature (22) définit des mailles (23) de dimensions inférieures à la granulométrie des gravillons (27) de la plaque préfabriquée (18).
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, lors de l'étape a), on fixe les gravillons (27) à la plaque (18) en les intégrant partiellement dans le matériau visco-élastique.
- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que, lors de l'étape a), on préfabrique la plaque (18) par fusion, formage et solidification du matériau visco-élastique, choisi thermofusible, et en ce que l'on intègre partiellement les gravillons (27) dans le matériau visco-élastique en les semant sur celui-ci entre le formage et la solidification.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que les gravillons (27) de la plaque préfabriquée (18) forment hors de celle-ci une saillie d'une hauteur (h) de l'ordre de 50% à 95% de leur hauteur (H), mesurée perpendiculairement à la face gravillonnée.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les gravillons (27) de la plaque préfabriquée (18) ont la même nature et la même granulométrie que ceux du béton (38).
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les gravillons (27) de la plaque préfabriquée (18) laissent subsister entre eux des espaces (28) dont les dimensions correspondent au maximum à leur granulométrie.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les gravillons (27) de la plaque préfabriquée (18) couvrent de 80% à 95% de la face gravillonnée (20).
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les gravillons (27) de la plaque préfabriquée (18) sont un concassé à arêtes vives.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que les gravillons (27) de la plaque préfabriquée (18) présentent une granulométrie de l'ordre de 3 mm/10 mm, de préférence de 4mm/8mm.
- Support de rail de chemin de fer, tel qu'une traverse (1), comportant au moins un bloc (2) de béton (38) présentant notamment une face supérieure (9) destinée à recevoir au moins un rail (4) et une face inférieure (6) destinée à assurer l'appui du bloc (2) sur un substrat (5), tel qu'un ballast (5), et une semelle (8) en matériau visco-élastique couvrant solidairement cette face inférieure (6) et destinée à servir d'intermédiaire d'appui entre le bloc (2) et le substrat (5), caractérisé en ce que des gravillons (27) du béton (38), régulièrement répartis sur une face (14) de la semelle (8) tournée vers la face inférieure (6) du bloc (2), sont directement et individuellement solidarisés avec le matériau visco-élastique de la semelle.
- Support selon la revendication 17, caractérisé en ce que la semelle (8) présente des dimensions, en plan, inférieures à celles de la face inférieure (6) du bloc (2).
- Support selon l'une quelconque des revendications 17 et 18, caractérisé en ce que le matériau visco-élastique de la semelle (8) inclut une armature (22).
- Support selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'armature (22) définit des mailles (23) de dimensions inférieures à la granulométrie des gravillons (27) fixés à la semelle (8).
- Support selon l'une quelconque des revendications 17 à 20, caractérisé en ce que les gravillons (27) fixés à la semelle (8) forment une saillie hors de la face inférieure (6) du bloc (2) et sont intégrés partiellement au matériau visco-élastique de la semelle (8).
- Support selon la revendication 21, caractérisé en ce que les gravillons (27) fixés à la semelle (8) sont intégrés au matériau visco-élastique de celle-ci sur une profondeur (p) de l'ordre de 5% à 50% de leur hauteur (H), mesurée perpendiculairement à la face inférieure (6) du bloc (2).
- Support selon l'une quelconque des revendications 17 à 22, caractérisé en ce que les gravillons (27) fixés à la semelle (8) ont la même nature et la même granulométrie que les autres gravillons (44) du béton (38).
- Support selon l'une quelconque des revendications 17 à 23, caractérisé en ce que les gravillons (27) fixés à la semelle (8) couvrent 80% à 95% de la face inférieure (6) du bloc (2).
- Support selon l'une quelconque des revendications 17 à 24, caractérisé en ce que les gravillons (27) fixés à la semelle (8) sont un concassé à arêtes vives.
- Support selon l'une quelconque des revendications 17 à 25, caractérisé en ce que les gravillons (27) fixés à la semelle (8) présentent une granulométrie de l'ordre de 3 mm/10 mm, de préférence de 4mm/8mm.
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