EP0833988B1 - Remblai allege - Google Patents

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EP0833988B1
EP0833988B1 EP97920772A EP97920772A EP0833988B1 EP 0833988 B1 EP0833988 B1 EP 0833988B1 EP 97920772 A EP97920772 A EP 97920772A EP 97920772 A EP97920772 A EP 97920772A EP 0833988 B1 EP0833988 B1 EP 0833988B1
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EP
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blocks
layer
lightweight embankment
embankment according
embankment
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EP97920772A
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German (de)
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EP0833988A1 (fr
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Hervé Tessonneau
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Colas SA
Original Assignee
Colas SA
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C3/00—Foundations for pavings
    • E01C3/006—Foundations for pavings made of prefabricated single units
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/18—Making embankments, e.g. dikes, dams
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/20—Securing of slopes or inclines
    • E02D17/205—Securing of slopes or inclines with modular blocks, e.g. pre-fabricated

Definitions

  • the present invention relates to a lightweight backfill and more particularly to the technique of construction of such an embankment.
  • the object of the invention is to provide lightweight economic embankments and requiring little building materials, while having properties of improved stability.
  • the invention relates to a light backfill according to the claim 1.
  • the light backfill according to the invention may include one or more characteristics described in claims 2 to 18.
  • the embankment 1 shown in Figure 1 is intended to support a roadway. Its width gradually decreases from its base towards its Mountain peak.
  • the embankment 1 is constructed from building blocks 3 of elongated parallelepiped shape, stacked in successive layers on the others, the blocks 3 of the same layer being arranged in rows parallel.
  • the first layer of backfill, base layer 5, rests on a bed 6 of quarry sand or crushed material, of approximately 0.1m thick on average.
  • the blocks 3 of the other layers are laid with crossed with respect to blocks 3 of the adjacent lower layer.
  • the blocks 3 of each layer are separated from each other. by free spaces 7.
  • the width of free spaces 7 is constant and less than 1m, and preferably between 0.2m and 0.6m.
  • the width of the free spaces of the lower layers may be greater than that of the open spaces of the upper layers.
  • the cover layer 9 is however formed by blocks 3 placed contiguously to carry a reinforced concrete slab 11 supporting the wearing course 13 of the road.
  • the height of the blocks 3 is between 0.17m and 1.1m.
  • the blocks belonging to the same layer all have the same height. In the example shown, this height is uniform for all the embankment, but, alternatively, this may vary from layer to layer.
  • the blocks 3 are made of light plastic material, in particular of expanded polystyrene.
  • Light plastic material means a plastic material with a density less than 1000 kg / m 3 .
  • the density of the material used is greater than 21 kg / m 3 , in particular greater than 23 kg / m 3 , and the compressive strength at 10% crushing is greater at 110 kPa, in particular greater than 130 kPa.
  • the total weight of the structure remains approximately the same thanks to the free spaces between the blocks of a layer.
  • At least one end, and preferably all the ends, of the free spaces 7 are closed by end caps 16 made of the same material as blocks 3, or by a geotextile membrane.
  • At least some of the blocks 3 are provided with construction, during stacking, of joining means, for example those shown in Figure 2.
  • These joining means are formed by at least a rod 17, and preferably by two rods 17.
  • These are in particular vertical steel rods, longer than height of an associated building block 3, which pierce this block respectively near its ends and protrude on either side of the block.
  • the parts protruding rods 17 are intended to sink into blocks of two adjacent layers and thus secure the blocks against lateral displacement.
  • rods with a diameter of 8mm and a length are used 1.10m.
  • Figure 3 shows a light embankment 1 to be built against an inclined slope 19.
  • the laying bed 6 is here made of materials crushed with an average thickness of 0.15 m.
  • elements corresponding to those of figure 1 will be identified by the numbers correspondents.
  • This variant differs essentially from the embankment shown in Figure 1 by the fact that there are provided holding elements 21 of the embankment housed in certain free spaces 7 of the embankment 1.
  • such a holding element 21 is produced in pouring concrete into a free space 7 forming lost formwork.
  • the ends of the free space as well as the openings thereof which communicate with the free spaces of the lower layers are closed by plates, or alternatively, with regard to the ends of the spaces free, by blocks 22 of cut expanded polystyrene which are flush with the free surface of the embankment.
  • Another solution could be to carry out the fillings in question using geotextile membranes.
  • the elements holding 21 are preferably cast in a free space having a width less than 0.3m of a layer formed by blocks having a height less than 0.3m, so as not to make the embankment too heavy.
  • this anchoring element 23 is also formed by poured concrete, together with the concrete forming elements of maintenance 21, in a free interval provided between the slope 19 and the embankment 1.
  • the end 25 of the free space 7 forming lost formwork, opposite slope 19, is widened.
  • the concrete poured into this the enlarged end thus forms a retaining element 26 having a shape in T.
  • a light backfill 1 with free spaces 7 allows a considerable savings in the volume of material used for construction and, as a result, savings of around 20% in transport costs.
  • Another advantage of the lightened backfill according to the invention relates to drainage thereof, especially when it is built on land flood.
  • water enters, through the bed laying 6, in the free spaces 7 of the base layer 5, which communicate with free spaces 7 of the upper layers.
  • the free spaces 7 of the different layers are gradually filled with water.
  • Archimedes' push exerted over the entire embankment is reduced, so that the stability of the embankment 1 is only slightly affected by the flood.
  • the layers can be formed blocks of SAUL material.

Description

La présente invention est relative à un remblai allégé et plus particulièrement à la technique de construction d'un tel remblai.
Les remblais routiers traditionnels sont réalisés à partir de matériaux d'excavation, dont la masse volumique est voisine de 2000 kg/m3.
Dans certains cas, pour des problèmes spécifiques (sols compressibles, pentes instables...), il est intéressant d'avoir recours à des matériaux plus légers.
C'est pourquoi de nombreux remblais ont été construits ces dernières années avec des blocs de construction réalisés à partir de matériaux extrêmement légers de masse volumique typiquement comprise entre 20 et 60 kg/m3 environ, par exemple du polystyrène expansé ou une autre matière plastique noble de type SAUL (Structure Alvéolaire Ultra-Légère). Actuellement, la technique utilisée consiste typiquement à empiler de façon jointive des blocs de polystyrène de catégorie EC ou EM d'après une norme française imposant une masse volumique comprise entre 19 et 20 kg/m3,
Cependant, ces blocs fabriqués à partir de matériaux nobles, issus de l'industrie chimique, sont très coûteux, et la technique actuelle nécessite une quantité considérable de blocs de construction.
On connaít en outre du document CH-A-419 209 un remblai allégé suivant le préambule de la revendication 1, ce remblai comprenant des tranches verticales constituées de blocs en mousse de matière plastique.
L'invention a pour but de fournir des remblais allégés économiques et nécessitant peu de matériaux de construction, tout en ayant des propriétés de stabilité améliorées.
A cet effet, l'invention a pour objet un remblai allégé suivant la revendication 1.
Le remblai allégé suivant l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques décrites dans les revendications 2 à 18.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante donnée à titre d'exemple sans caractère limitatif en regard des dessins annexés, sur lesquels :
  • La figure 1 est une vue en perspective d'un remblai allégé suivant l'invention ;
  • La figure 2 est une vue en perspective d'un bloc de construction du remblai allégé représenté sur la figure 1;
  • La figure 3 est une vue en perspective d'une variante du remblai allégé, destinée à être construite contre un talus; et
  • La figure 4 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne 4-4 du remblai allégé représenté sur la figure 3.
Le remblai 1 représenté à la figure 1 est destiné à supporter une voie de chaussée. Sa largeur décroít progressivement de sa base vers son sommet.
Le remblai 1 est construit à partir de blocs 3 de construction de forme parallélépipédique allongée, empilés par couches successives les uns sur les autres, les blocs 3 d'une même couche étant disposés en rangées parallèles.
La première couche du remblai, la couche de base 5, repose sur un lit de pose 6 en sable de carrières ou en matériaux concassés, d'environ 0,1m d'épaisseur en moyenne. Les blocs 3 des autres couches sont posés de façon croisée par rapport aux blocs 3 de la couche adjacente inférieure.
Les blocs 3 de chaque couche sont séparés les uns des autres . par des espaces libres 7. La largeur des espaces libres 7 est constante et inférieure à 1m, et de préférence comprise entre 0,2m et 0,6m.
En variante, la largeur des espaces libres des couches inférieures peut être supérieure à celle des espaces libres des couches supérieures.
Ce schéma d'empilage est observé jusqu'à l'avant-demière couche du remblai allégé 1. La couche de couverture 9 est en revanche formée par des blocs 3 posés de façon jointive pour porter une dalle en béton armé 11 supportant la couche de roulement 13 de la chaussée.
La hauteur des blocs 3 est comprise entre 0,17m et 1,1m. Les blocs appartenant à la même couche ont tous la même hauteur. Dans l'exemple représenté, cette hauteur est uniforme pour tout le remblai, mais, en variante, celle-ci peut varier d'une couche à l'autre.
Les blocs 3 sont réalisés en matériau plastique léger, notamment en polystyrène expansé. On entend par "matériau plastique léger" un matériau plastique de masse volumique inférieure à 1000 kg/m3. Pour répondre aux contraintes de compression auxquelles les blocs sont soumis, la masse volumique du matériau utilisé est supérieure à 21 kg/m3, notamment supérieure à 23 kg/m3, et la résistance à la compression à 10% d'écrasement est supérieure à 110 kPa, notamment supérieure à 130 kPa. Malgré une masse volumique supérieure des blocs de construction par rapport à celle des blocs utilisés pour la construction des remblais connus, le poids total de l'ouvrage reste à peu près le même grâce aux espaces libres entre les blocs d'une couche.
Afin d'empêcher la terre 15 qui est apportée latéralement au remblai 1 pour stabiliser et masquer celui-ci, d'entrer dans les espaces libres 7, au moins une extrémité, et de préférence toutes les extrémités, des espaces libres 7 sont fermées par des embouts 16 constitués du même matériau que les blocs 3, ou par une membrane géotextile.
Pour renforcer la stabilité du remblai et assurer les blocs contre un déplacement latéral, on pourvoie au moins certains des blocs 3 de construction, lors de l'empilage, de moyens de jonction, par exemple ceux représentés sur la figure 2. Ces moyens de jonction sont formés par au moins une tige 17, et de préférence par deux tiges 17. Celles-ci sont notamment des tiges verticales en acier, ayant une longueur plus importante que la hauteur d'un bloc 3 de construction associé, qui transpercent ce bloc respectivement près de ses extrémités et font saillie de part et d'autre du bloc. Les parties saillantes des tiges 17 sont destinées à s'enfoncer dans des blocs de deux couches adjacentes et assurent ainsi les blocs contre un déplacement latéral. Généralement, on utilise des tiges ayant un diamètre de 8mm et une longueur de 1,10m.
Alternativement et en fonction des conditions climatiques, on envisage aussi de coller les blocs les uns sur les autres lors de l'empilage au moyen d'une matière adhésive, notamment de la colle.
La figure 3 montre un remblai allégé 1 destiné à être construit contre un talus incliné 19. Le lit de pose 6 est ici réalisé en matériaux concassés d'une épaisseur moyenne de 0,15m.Sur cette figure, des éléments correspondant à ceux de la figure 1 seront identifiés par les numéros correspondants.
Cette variante se distingue essentiellement du remblai représenté sur la figure 1 par le fait qu'on prévoit des éléments de maintien 21 du remblai logés dans certains espaces libres 7 du remblai 1.
Avantageusement, un tel élément de maintien 21 est réalisé en coulant du béton dans un espace libre 7 formant coffrage perdu. Afin d'empêcher que le béton se répande dans tout le remblai lors du coulage, les extrémités de l'espace libre ainsi que les ouvertures de celui-ci qui communiquent avec les espaces libres des couches inférieures sont fermées par des plaques, ou altemativement, en ce qui concerne les extrémités des espaces libres, par des blocs 22 de polystyrène expansé découpés qui affleurent la surface libre du remblai. Une autre solution pourrait consister à réaliser les obturations en question au moyen de membranes géotextiles. Les éléments de maintien 21 sont, de préférence, coulés dans un espace libre ayant une largeur inférieure à 0,3m d'une couche formée par des blocs ayant une hauteur inférieure à 0,3m, pour ne pas trop alourdir le remblai.
Comme on le voit sur la figure 4, ces éléments de maintien 21 sont reliés par leur extrémité proche du talus 19 à un élément 23 d'ancrage au talus 19. Avantageusement, cet élément d'ancrage 23 est également formé par du béton coulé, en même temps que le béton formant des éléments de maintien 21, dans un intervalle libre prévu entre le talus 19 et le remblai 1.
Avantageusement, l'extrémité 25 de l'espace libre 7 formant coffrage perdu, opposée au talus 19, est élargie. Le béton coulé dans cette extrémité élargie forme ainsi un élément de retenue 26 ayant une forme en T.
Un remblai allégé 1 ayant des espaces libres 7 permet une économie considérable du volume de matériau utilisé pour la construction et, de ce fait, une économie de l'ordre de 20% des coûts de transport.
Un autre avantage du remblai allégé suivant l'invention est relatif au drainage de celui-ci, en particulier quand celui-ci est construit sur un terrain inondable. Dans le cas d'une montée des eaux, l'eau pénètre, à travers le lit de pose 6, dans les espaces libres 7 de la couche de base 5, lesquels communiquent avec des espaces libres 7 des couches supérieures. Au fur et à mesure que l'eau monte, les espaces libres 7 des différentes couches sont emplies progressivement d'eau. Par suite, la poussée d'Archimède exercée sur l'ensemble du remblai est réduite, de sorte que la stabilité du remblai 1 n'est que faiblement affectée par l'inondation.
En variante, on peut faire varier la nature et/ou la densité des blocs d'une couche à l'autre, pour réaliser une optimisation technico-économique dans chaque application particulière.
De plus, certaines au moins des couches peuvent être constituées de blocs de matière SAUL.

Claims (18)

  1. Remblai allégé (1) comprenant des blocs (3) empilés par couches successives, dans lequel, dans au moins une couche, au moins deux blocs (3) voisins de ladite couche sont séparés l'un de l'autre par un espace libre (7), et dans lequel les blocs (3) présentent une forme générale sensiblement parallélépipédique, caractérisé en ce que les blocs (3) de deux couches adjacentes sont posés de façon croisée les uns par rapport aux autres.
  2. Remblai allégé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les blocs (3) d'une même couche sont posés en rangées parallèles.
  3. Remblai allégé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les blocs (3) d'une même couche ont la même hauteur, et en ce que les blocs (3) d'au moins deux couches différentes présentent une hauteur différente.
  4. Remblai allégé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les blocs (3) sont réalisés en un matériau plastique, notamment en polystyrène expansé.
  5. Remblai allégé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les blocs (3) sont réalisés en un matériau d'une masse volumique supérieure à 21 kg/m3, notamment supérieure à 23 kg/m3, et d'une résistance à la compression à 10% d'écrasement supérieure à 110 kPa, notamment supérieure à 130 kPa.
  6. Remblai allégé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins un bloc (3) d'au moins une couche est relié à au moins un autre bloc (3) appartenant à au moins une couche adjacente par des moyens de jonction (17).
  7. Remblai allégé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de jonction sont formés par une matière adhésive, notamment de la colle.
  8. Remblai allégé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de jonction sont formés par au moins une tige (17), notamment une tige verticale en acier, en saillie sur le bloc (3) et destinée à s'engager dans un bloc (3) d'une couche adjacente.
  9. Remblai allégé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la largeur des espaces libres (7) des couches inférieures est supérieure à la largeur des espaces libres (7) des couches supérieures.
  10. Remblai allégé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 comprenant une couche de couverture (9), caractérisé en ce que les blocs (3) de la couche de couverture (9) du remblai sont posés de façon jointive.
  11. Remblai allégé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'au moins une extrémité d'au moins un espace libre (7) et de préférence toutes les extrémités de tous les espaces libres (7), sont fermées par des embouts (16).
  12. Remblai allégé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'au moins un élément de maintien (21) du remblai est logé dans au moins un espace libre (7).
  13. Remblai allégé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la largeur des espaces libres (7) qui logent un élément de maintien (21), est inférieure à la largeur des autres espaces libres (7) de la même couche, et en ce que la hauteur des blocs (3) de cette couche est inférieure à la hauteur d'au moins une autre couche du remblai (1).
  14. Remblai allégé selon l'une des revendications 12 et 13, construit contre un talus (19), caractérisé en ce que les éléments de maintien (21) du remblai sont reliés par une extrémité à un élément d'ancrage au talus (23), l'élément d'ancrage étant notamment commun à plusieurs éléments de maintien d'une même couche.
  15. Remblai allégé selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que l'élément de maintien (21) du remblai est formé par du béton coulé dans un espace libre (7) formant coffrage perdu, les extrémités de cet espace libre (7) ainsi que les ouvertures de celui-ci qui communiquent avec un espace libre (7) d'une couche inférieure, étant obturées par des éléments d'obturation (22).
  16. Remblai allégé selon les revendications 14 et 15 prises ensemble, caractérisé en ce que l'élément d'ancrage au talus (23) est formé par du béton coulé dans un intervalle libre prévu entre le talus (19) et le remblai (1).
  17. Remblai allégé selon l'une des revendications 15 et 16, construit contre un talus, caractérisé en ce qu'au moins une extrémité d'au moins un espace libre (7) servant de coffrage perdu comporte une partie élargie (25) dans laquelle l'élément de maintien (21) forme un élément de retenue (26) pour les blocs (3) du remblai.
  18. Remblai allégé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que la nature et/ou la densité des blocs varie d'une couche à une autre.
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