EP1467023B1 - Système de rail enrobé - Google Patents

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EP1467023B1 EP04447051A EP04447051A EP1467023B1 EP 1467023 B1 EP1467023 B1 EP 1467023B1 EP 04447051 A EP04447051 A EP 04447051A EP 04447051 A EP04447051 A EP 04447051A EP 1467023 B1 EP1467023 B1 EP 1467023B1
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gutter
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embedding layer
embedding
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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
    • E01C9/00—Special pavings; Pavings for special parts of roads or airfields
    • E01C9/06—Pavings adjacent tramways rails ; Pavings comprising railway tracks
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B21/00—Track superstructure adapted for tramways in paved streets
    • E01B21/02—Special supporting means; Draining of rails

Definitions

  • the present invention relates to a rail fixed in a coating for the installation of railways in a road, according to the preamble of independent claim 1.
  • the invention also relates to a method for installing this rail according to independent claim 8.
  • the document EP 1219749 A shows a rail with a rubber coating and a rail pad housed in a rubber casing with an elastic intermediate layer.
  • the rail pad casing should, it seems, be considered rigid and the rail pad rests on an elastic layer.
  • the runner of the rail is however not entirely embedded in an elastic flexible material. Such a rail mounting does not allow sufficient vertical movement of the rail during the passage of the wheels of a vehicle on the rail.
  • the document DE 29824558 U shows a rail entirely covered with an elastic material (lateral coating and an elastic plate with a U-shaped sheath). Such a rail mounting does not ensure satisfactory stabilization of the rail during the passage of the wheels of a vehicle on the rail.
  • the invention aims to overcome the aforementioned drawbacks.
  • a rail system comprising a rail and a coating sheath longitudinally coating the sides of the rail and resting in a channel formed by profiles or made in a beam or concrete platform.
  • the coating sheath is consisting of two layers: a flexible lower layer that promotes the achievement of an optimal damping level of vibrations and noise and that coats the rail pad and a rigid upper layer that ensures the lateral and longitudinal stability of the rail and that s extends from both sides of the web of the rail at least to the base of the rail head.
  • the lower and upper layers of the coating sheath are produced using fluid products or mixtures that are cold-cast or hot-cast in the gutter and stabilize on site.
  • the rail is stabilized laterally by the rigid upper coating while the flexible lower coating allows the vertical displacement of the rail during the passage of the wheels of a vehicle on the rail and thus allows a damping optimal vibration and noise.
  • the surfaces of the rail are advantageously covered with a primer to ensure excellent adhesion between rail and coating sheath.
  • the inner vertical surfaces of the gutter are advantageously coated with a grease or other sliding product to provide a sliding interface between gutter and coating. This, to ensure a free vertical movement between the coating and the gutter.
  • the surface of the vertical walls of the gutter may have vertical corrugations or ribs, for example, or any other suitable means to block the longitudinal movement between the coating sheath and the gutter.
  • An upper seal may be disposed on the upper surface of the rigid coating.
  • This seal consists of a material having a perfect adhesion with the rail and with the gutter and not sticking to the rigid coating.
  • a separating sheet made of PVC, for example
  • the walls of the trough may be slightly inclined toward the rail head or formed with corrugations or partial vertical ribs, which terminate at the height of the seal.
  • the surface of the vertical walls of the gutter is flat over the entire height of the seal.
  • the rail and the coating sheath form an assembly that can move vertically relative to the gutter.
  • This vertical displacement is a function of the stiffness of the relatively soft bottom coating layer.
  • the use of a coating material of relatively low density for the soft bottom coating layer promotes the achievement of an optimum damping level of vibrations and noise during operation of the railway.
  • the rigid upper coating layer meanwhile, provides lateral and longitudinal stability of the rail. It limits lateral displacement, rotation and longitudinal displacement.
  • a rail section and the coating sheath form an assembly housed in a box ready to be placed on a site.
  • the implementation can then be done in a very short time.
  • the rail 1 is coated with a coating sheath contained in a gutter 3 along the rail on both sides.
  • the longitudinal walls of the gutter are formed by two sections 2 or two concrete walls.
  • the coating sheath consists of two layers.
  • a first relatively soft coating layer 4 is poured into the gutter 3 to a level located a few centimeters higher than the upper edge of the rail of the rail 1.
  • This lower coating layer consists of an elastic fluid product which stabilizes on site in the gutter.
  • a second relatively rigid coating layer 5 is poured into the gutter above the lower layer 4 to a level of -30 mm, for example, with respect to the upper edge of the rail.
  • This upper coating layer 5 consists of a fluid product having a density higher than that of the lower coating layer.
  • the layers of the coating sheath are for example made of polyurethane, cork particles or rubber and epoxy resins, or mixtures of these substances.
  • the lower layer and the upper layer are cast in two separate steps.
  • the stiffness of the coating layers are chosen according to the required axle load and vibration damping. Typical values of the stiffness of the coating are between about 5 and 30 kN / mm / m for the flexible coating and between 30 and 100 kN / mm / m for the rigid coating.
  • the upper surface of the upper coating layer 5 is coated with an elastic seal 6 for the purpose of preventing the infiltration of rainwater into the gutter.
  • the seal 6 is made of a material having a tensile strength on concrete and steel greater than about 2.5 N / mm 2 .
  • the surfaces of the rail are advantageously covered with a primer to ensure excellent adhesion between rail and coating sheath.
  • the inner vertical surfaces of the gutter are advantageously coated with a grease or other sliding product to provide a sliding interface between gutter and coating. This ensures a free vertical movement between the coating and the gutter.
  • the surface of the vertical walls of the gutter may have vertical corrugations or ribs, for example, or any other suitable means to block the longitudinal movement between the coating sheath and the gutter.
  • the upper surface of the upper coating layer 5 is preferably coated with an elastic seal 6 intended to prevent the infiltration of rainwater into the gutter.
  • the seal 6 is made of a material having a tensile strength on concrete and steel greater than about 2.5 N / mm 2 .
  • the road After aligning the rails 1 and casting the coating sheath 4 and 5, the road can be concreted in one or more phases. It is understood that the invention is feasible with rails and grooved with Vignol rails.

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Description

  • La présente invention concerne un rail fixé dans un enrobage pour l'installation de voies ferrées dans une voirie, selon le préambule de la revendication indépendante 1. L'invention concerne également un procédé pour installer ce rail selon la revendication indépendante 8.
  • Dans l'installation de voies ferrées, le problème se situe principalement à trois niveaux:
    1. a) au niveau de la mise en place des rails ;
    2. b) au niveau de l'amortissement des vibrations et des bruits lors de la circulation des voitures sur les rails.
  • Il est connu, dans certaines applications, d'installer dans la voirie des rails enrobés dans un matériau très compact dans le but de conférer au rail une meilleure résistance mécanique aux dilatations et aux efforts engendrés par la circulation des voitures sur les rails. L'utilisation d'un matériau d'enrobage très compact ne présente pas les caractéristiques statiques et dynamiques requises pour assurer une isolation antivibratoire efficace.
  • Le document EP 1219749 A montre un rail avec un enrobage en caoutchouc et un patin de rail logé dans une enveloppe de caoutchouc avec une couche intermédiaire élastique. L'enveloppe du patin du rail doit, semble-t-il, être considéré comme étant rigide et le patin du rail repose sur une couche élastique. Le patin du rail n'est cependant pas entièrement noyé dans une matière souple élastique. Un tel montage de rail ne permet pas un déplacement vertical suffisant du rail lors du passage des roues d'un véhicule sur le rail.
  • Le document DE 29824558 U montre un rail entièrement enrobé d'une matière élastique (enrobage latéral et une plaque élastique avec une gaine en U). Un tel montage de rail n'assure pas une stabilisation satisfaisante du rail lors du passage des roues d'un véhicule sur le rail.
  • L'invention a pour but de pallier les inconvénients susmentionnés. A cet effet, elle propose un système de rail comprenant un rail et une gaine d'enrobage enrobant longitudinalement les côtés du rail et reposant dans une gouttière formée par des profilés ou réalisée dans une poutre ou plate-forme en béton. La gaine d'enrobage est constituée de deux couches : une couche inférieure souple qui favorise la réalisation d'un niveau d'amortissement optimal des vibrations et des bruits et qui enrobe le patin du rail et une couche supérieure rigide qui assure la stabilité latérale et longitudinale du rail et qui s'étend des deux côtés de l'âme du rail au moins jusqu'à la base du champignon du rail. Les couches inférieure et supérieure de la gaine d'enrobage sont réalisées à l'aide de produits ou mélanges fluides qui sont coulés à froid ou à chaud dans la gouttière et qui se stabilisent sur place.
  • Avec ce montage selon l'invention, le rail se trouve stabilisé latéralement par l'enrobage supérieur rigide tandis que l'enrobage inférieur souple permet le déplacement vertical du rail lors du passage des roues d'un véhicule sur le rail et permet ainsi un amortissement optimal des vibrations et bruits.
  • Les surfaces du rail sont avantageusement couvertes d'un primer pour assurer une excellente adhérence entre rail et gaine d'enrobage. Les surfaces verticales intérieures de la gouttière sont avantageusement revêtues d'une graisse ou autre produit glissant afin de réaliser une interface glissante entre gouttière et enrobage. Ceci, pour assurer un mouvement libre vertical entre l'enrobage et la gouttière. En variante, il est possible de réaliser l'interface glissante après le coulage d'enrobage inférieure souple. Dans ce cas, l'interface glissante est réalisée entre l'enrobage rigide et la gouttière. La surface des parois verticales de la gouttière peut présenter des ondulations ou des nervures verticales, par exemple, ou tout autre moyen approprié pour bloquer le mouvement longitudinal entre la gaine d'enrobage et la gouttière.
  • Un joint d'étanchéité supérieur peut être disposé sur la surface supérieure de l'enrobage rigide. Ce joint est constitué d'une matière ayant une adhérence parfaite avec le rail et avec la gouttière et ne collant pas à l'enrobage rigide. Afin d'obtenir cet effet, une feuille de séparation (en PVC, par exemple) peut être insérée entre le joint et l'enrobage rigide.
  • Pour réduire le soulèvement vertical vers le haut de l'ensemble rail et gaine d'enrobage lors du passage d'une roue sur le rail, les parois de la gouttière peuvent être légèrement inclinées vers le champignon du rail ou être formées avec des ondulations ou nervures verticales partielles, qui se terminent à la hauteur du joint d'étanchéité. Dans ce dernier cas, la surface des parois verticales de la gouttière est plane sur toute la hauteur du joint d'étanchéité.
  • Ainsi, le rail et la gaine d'enrobage forment un ensemble qui peut se mouvoir verticalement par rapport à la gouttière. Ce déplacement vertical est fonction de la raideur de la couche d'enrobage inférieure relativement souple. De plus, l'utilisation d'un matériau d'enrobage de densité relativement réduite pour la couche d'enrobage inférieure souple favorise la réalisation d'un niveau d'amortissement optimal des vibrations et bruits en cours d'exploitation de la voie ferrée. La couche d'enrobage supérieure rigide, quant à elle, assure la stabilité latérale et longitudinale du rail. Elle limite le déplacement latéral, la rotation et le déplacement longitudinal.
  • Dans un mode de réalisation avantageux, un tronçon de rail et la gaine d'enrobage forment un ensemble logé dans un caisson prêt à être mis en place sur un site. La mise en place peut alors se faire en un temps très court.
  • L'invention est décrite plus en détails dans ce qui suit à l'aide du dessin ci-joint qui représente une vue en coupe transversale d'un exemple de mode de réalisation du système de rail suivant l'invention.
  • Comme le montre le dessin, le rail 1 est enrobé d'une gaine d'enrobage contenue dans une gouttière 3 longeant le rail sur ses deux côtés. Les parois longitudinales de la gouttière sont formées par deux profilés 2 ou deux parois en béton. La gaine d'enrobage est constituée de deux couches. Une première couche d'enrobage relativement souple 4 est coulée dans la gouttière 3 jusqu'à un niveau situé quelques centimètres plus haut que le bord supérieur du patin du rail 1. Cette couche d'enrobage inférieure est constituée d'un produit fluide élastique qui se stabilise sur place dans la gouttière.
  • Une deuxième couche d'enrobage 5, relativement rigide, est coulée dans la gouttière au-dessus de la couche inférieure 4 jusqu'à un niveau de -30 mm, par exemple, par rapport au bord supérieur du rail. Cette couche d'enrobage supérieure 5 est constituée d'un produit fluide ayant une densité plus élevée que celle de la couche d'enrobage inférieure.
  • Les couches de la gaine d'enrobage sont par exemple constituées de polyuréthane, de particules de liège ou de caoutchouc et de résines d'époxy, ou de mélanges de ces substances. La couche inférieure et la couche supérieure sont coulées en deux étapes séparées.
  • Les raideurs des couches d'enrobage sont choisies en fonction de la charge à l'essieu et de l'amortissement antivibratoire demandés. Des valeurs typiques de la raideur de l'enrobage sont comprises entre 5 et 30 kN/mm/m environ pour l'enrobage souple et entre 30 et 100 kN/mm/m pour l'enrobage rigide.
  • La surface supérieure de la couche d'enrobage supérieure 5 est revêtue d'un joint d'étanchéité élastique 6 ayant pour but d'éviter l'infiltration des eaux de pluies dans la gouttière. Le joint d'étanchéité 6 est constitué d'une matière ayant une résistance à l'arrachement sur béton et acier supérieure à environ 2,5 N/mm2.
  • Les surfaces du rail sont avantageusement couvertes d'un primer pour assurer une excellente adhérence entre rail et gaine d'enrobage. Les surfaces verticales intérieures de la gouttière sont avantageusement revêtues d'une graisse ou autre produit glissant afin de réaliser une interface glissante entre gouttière et enrobage. Ceci assure un mouvement libre vertical entre l'enrobage et la gouttière. En variante, il est possible de réaliser l'interface glissante après le coulage de l'enrobage inférieur souple. Dans ce cas, l'interface glissante est réalisée entre l'enrobage rigide et la gouttière. La surface des parois verticales de la gouttière peut présenter des ondulations ou des nervures verticales, par exemple, ou tout autre moyen approprié pour bloquer le mouvement longitudinal entre la gaine d'enrobage et la gouttière.
  • La surface supérieure de la couche d'enrobage supérieure 5 est de préférence revêtue d'un joint d'étanchéité élastique 6 ayant pour but d'éviter l'infiltration des eaux de pluies dans la gouttière. Le joint d'étanchéité 6 est constitué d'une matière ayant une résistance à l'arrachement sur béton et acier supérieure à environ 2,5 N/mm2.
  • Après alignement des rails 1 et coulage de la gaine d'enrobage 4 et 5, la voirie peut être bétonnée en une ou plusieurs phases.
    Il est bien entendu que l'invention est réalisable avec des rails à gorges et avec des rails vignol.

Claims (10)

  1. Système de rail enrobé pour voie ferrée, comprenant un rail (1) et une gaine d'enrobage enrobant longitudinalement le rail sur ses deux côtés, l'ensemble étant logé dans une gouttière, caractérisé en ce que la gaine d'enrobage est constituée d'une première couche d'enrobage inférieure (4) constituée d'un matériau d'enrobage souple qui favorise la réalisation d'un niveau d'amortissement optimal des vibrations et bruits et qui enrobe le patin du rail, et d'une deuxième couche d'enrobage supérieure (5) constituée d'une matière rigide qui assure la stabilité latérale et longitudinale du rail et qui enrobe les côtés du rail au moins jusqu'à la base du champignon du rail.
  2. Système de rail suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la gouttière est délimitée latéralement par des parois latérales (2) constituées par des profilés (2).
  3. Système de rail suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la gouttière est réalisée dans une poutre ou une plate-forme en béton.
  4. Système de rail suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les parois latérales de la gouttière (3) sont inclinées de manière à se rapprocher progressivement l'une de l'autre vers le champignon du rail.
  5. Système de rail suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parois latérales (2) de la gouttière (3) présentent des ondulations ou nervures verticales sur au moins une partie de la hauteur de leur surface qui se trouve en contact avec la gaine d'enrobage (4, 5).
  6. Système de rail suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une interface glissante est formée entre une partie au moins de la hauteur de la gaine d'enrobage (4, 5) et les parois latérales (2) de la gouttière (3).
  7. Système de rail suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface supérieure de la couche d'enrobage supérieure (5) est couverte par un joint d'étanchéité (6), avec éventuellement interposition d'une feuille de séparation.
  8. Procédé de réalisation d'un système de rail enrobé pour voie ferrée, caractérisé par les étapes suivantes :
    (a) formation d'une gouttière (3) destinée à recevoir longitudinalement un rail, la surface inférieure des parois latérales (2) de la gouttière étant formée avec des ondulations ou nervures qui s'étendent longitudinalement sur au moins une partie de la hauteur de ladite surface inférieure de chaque paroi latérale,
    (b) traitement de la surface intérieure des parois latérales (2) de la gouttière (3) pour former une interface glissante sur au moins la partie de la surface inférieure des parois latérales précitées couverte par les ondulations ou nervures longitudinales,
    (c) placement d'un tronçon de rail dans la gouttière (3), éventuellement avec interposition d'une sous-couche en matière élastique,
    (d) coulage dans la gouttière d'une première couche d'enrobage inférieure (4) jusqu'au dessus du patin du rail, cette couche d'enrobage inférieure (4) étant constituée d'une matière souple se stabilisant sur place,
    (e) sur la première couche d'enrobage inférieure (4), le long des deux côtés du rail (1), coulage d'une deuxième couche d'enrobage supérieure (5) jusqu'à un niveau déterminé au moins jusqu'à la base du champignon du rail, cette couche d'enrobage supérieure (5) étant constituée d'une matière rigide ayant une densité plus élevée que celle de la couche d'enrobage inférieure (4).
  9. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'un joint d'étanchéité (6) élastique est étendu sur la couche d'enrobage supérieure (5) entre le champignon du rail (1) et les parois latérales (2) de la gouttière (3).
  10. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les parois latérales (2) de la gouttière (3) sont formées par des profilés.
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