FR2568284A1 - Finisseur routier a lame flottante avec moyens de precompactage - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN FINISSEUR ROUTIER, DE TYPE COMPORTANT UNE TREMIE D'ALIMENTATION EN MATERIAU DE REVETEMENT, ET UNE TABLE DE PROFILAGE, DE TYPE LAME FLOTTANTE 18, REPOSANT LIBREMENT SUR LA COUCHE DE MATERIAU EN ETANT TRACTEE PAR LE FINISSEUR PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN BRAS 14. SELON L'INVENTION, DES MOYENS DE PRECOMPACTAGE COMPRENANT UNE PLAQUE 20 SOUMISE PAR UN VERIN 24 A UN MOUVEMENT DE TRANSLATION VERS LE BAS, SONT PREVUS POUR DENSIFIER LE MATERIAU 62 EN AMONT DE LA LAME FLOTTANTE ET PRENNENT APPUI SUR LE BATI 10 PAR L'INTERMEDIAIRE D'UNE POTENCE 36 ET D'UN GALET 34. APPLICATION A LA REALISATION DE COUCHES DE REVETEMENT OU DE RENFORCEMENT DE CHAUSSEES.

Description

La présente invention concerne d'une façon générale les finisseurs routiers, et en particulier les machines agencées pour épandre, pré-compacter, profiler et lisser un matériau de revêtement routier en béton ou autre, du type à lame flottante.

On connatt déjà dans la teohnique des travaux routiers un finisseur qui comprend, outre des moyens d'épandage et de répartition du matériau de revêtement sur la surface à revêtir, une lame flottante qui présente la forme d'une table montée à l'arrière du finisseur dans le sens de son déplacement, à l'extrémité libre d'un ou de plusieurs bras montés pivotants sur le bâti du finisseur à leur extrémité opposée. Le principe d'une telle lame flottante est de compacter et de profiler le matériau épandu sous l'effet de son propre poids,
Cependant, les résultats obtenus avec un tel système dans sa version la plus simple ne s'avèrent pas satisfaisants.En effet, les variations de la réaction exercée sur la table par la couche de maté- riau à profiler, qui sont notamment dues à une répartition non homogène de celui-ci dans la couche, entratnent des variations correspondantes de l'inclinaison de la lame, qui créent des irrégularités prononcées à la surface de la couche. I1 est en effet bien connu qu'une qualité de surfagage optimale est obtenue lorsque 1 'angle entre la table et la couche est le plus faible possible.

Pour pallier cet inconvénient, on connatt, par le certificat d'addition Prançais No. 2 251665, un finisseur du type à lame flottante dans lequel est prévu, Juste en amont de ladite lame, un mécanisme de précompactage qui est constitué d'une plaque mobile
orientable , animée d'un mouvement alternatif et agencée pour exercer par intermittence une pression sur le matériau de la couche avant que celui-ci ne passe sous la lame, en prenant appui dans sa partie supérieure sur le bras mentionné plus haut qui s' étend entre le bâti et la lame flottante.

Cependant, on comprend que cet appui ou réaction vers le haut du mécanisme de précompactage vers le bras exercera sur la lame flottante des efforts irréguliers, pour ainsi modifier son poids virtuel dans le temps, et donc l'efficacité de son action de lissage et de profilage du revêtement routier, au détriment de la qualité du revêtement terminé.

La présente invention vise à pallier ces inconvénients de l'art antérieur et à proposer un finisseur routier du type à lame flottante dans lequel ladite lame flottante soit amenée à remplir son rôle de lissage et de profilage dans des conditions optimales.

Plus particulièrement, un objet de la présente invention est de proposer un finisseur dans lequel des moyens de pré-compactage prévus dans la région de la lame flottante influencent en aucune manière le compo*tement de celle-ci.

Enfin, un autre objet de l'invention est de permettre à un finisseur du type à lame flottante de réaliser des couches de revêtement routier de forte épaisseur, avec une qualité tout à fait sa- tisfaisante.

A cet effet, la présente invention concerne un finisseur routier, du type comprenant un bâti, une trémie d'alimentation située dans le bâti et agencée pour déverser sur une surface à revêtir une quantité appropriée de matériau de revêtement, une lame flottante montée à ltestrémité libre d'un bras articulé s' étendant vers l'sr- rière à partir du bâti, et des moyens de pré-compactage à plaque nobile agencés pour exercer une pression intermittente sur le matériau entre ladite trémie et la lame flottante, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, solidaire du bâti, au moins un prolongement s'étendant vers le haut au dessus des moyens de précompactage, sur lequel les moyens de pré-compactage sont agencés pour prendre appui lors de leur action.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée suivante, donnée à titre d'exemple et faite en référence au dessin annexé, sur lequel :
la figure 1 est une vue de côté en coupe partielle sohémati que d'une forme de réalisation préférée du finisseur routier selon la présente invention, et
la figure 2 illustre une variante de réalisation d'un détail du finisseur représenté sur la figure 1.

En référence à la figure 1, un finisseur routier, agencé pour épandre, compacter et profiler une couche de matériau de revêtement sur une surface, comprend un bâti, schématiquement indiqué en 10, supporté sur ladite surface par un ensemble de roues 12, Bventuelle- ment associées à des chenilles (non représentées). Le bâti est entraîné à une vitesse constante appropriée, de droite à gauche sur la figure 1, à l'aide d'une source motrice (non représentée). De fragon conventionnelle, un bras 14 est monté pivotant en 16 sur le bâti 10 et s'étend vers l'arrière à partir du pivot 16.A l'extrémité arrière du bras 14 est montée pivotante, par une articulation appropriée (non représentée), une table de profilage de type lame flottante 18 agencée, sous l'effet de son propre poids, pour exercer une action de lissage et de profilage sur le revêtement à la sortie du finisseur.

Le finisseur comporte en outre, de fagon conventionnelle également, une trémie d'alimentation en matériau de revêtement, tel que du bét;on, ainsi éventuellement une vis sans fin de répartition s'étendant horizontalement transversalement au sens de déplacement du finisseur. Tous les organes ci-dessus étant parfaitement connus de l'homme de l'art, ils ne seront pas décrits ici plus en détail.

Comme on l'a indiqué plus haut, un finisseur simplement équipu d'une telle lame flottante est désavantageux en ce que tonte irrégularité dans la compacité du matériau entraxe des oscillations tant angulaires qu'en hauteur de la lame flottante, au détriment de la qualité du revêtement.

En outre, on conçoit que, si l'on dispose juste en amont de la lame flottante 18 des moyens de précompactage s' appuyant sur le bras 14, alors les efforts irréguliers exercés par ceux-ci sur le bras en réaction modifieront l'action de la lame flottante sur la couche de revêtement, encore au détriment de la qualité de celui-ci.

A cet égard, selon la présente forme de réalisation préférée de l'invention, un dispositif de pré-compactage comprend tout d'abord une plaque 20 agencée pour être animée d'un mouvement de va-et-vient verticalement et adjacente à la lame flottante 18, en amont de celle-ci.

Sur le bord antérieur de la plaque 20 s'étend vers le haut, unitaire avec elle, un bouclier 21, comme on le verra par la suite. La plaque 20 est montée rigidement sur l'extrémité inférieure d'une tige de piston 22 solidaire d'un piston 23 mobile verticalement dans un corps de vérin 24. Le corps de vérin 24 est solidaire de la table de profilage ou lame flottante 18 par l'intermédiaire d'un montant 26, fixé sur la surface supérieure de la table 18 à l'aide d'une cornière 29 appropriée, et d'un étrier 28.

Dans le corps de vérin 24 est reçu, au dessus du premier, un second piston 30 dont la tige 32 s1 étend vers le haut. A l'extrémité supérieure de la tige de piston 32 est monté en rotation un galet d'appui 34.

Une potence 36 est montée rigidement sur le bâti 10 et comprend à son extrémité supérieure un bras sensiblement horizontal 38 sur la surface inférieure 38a duquel le galet 34 sus-mentionné peut venir en appui par roulement.

En outre, un système à contre-poids est associé à la plaque 20 et comprend une tige 40 articulée au montant 26 dans la région inférieure de celui-ci. Une première extrémité de la tige 40 est articulée sur l'extrémité supérieure d'une liaison 42 solidaire de la plaque 20. A l'extrémité opposée de la tige 40 est fixé de façon apf propriée un contre-poids 44. Les déplacements du contre-poids 44 vers le bas, et donc de la plaque 20 vers le haut, sont limités par une butée 45 solidaire de la table 18 et réglable en hauteur.

De plus, à la surface supérieure de la plaque de pré-compactage 20 est prévu un dispositif vibrant, indiqué globalement en 46, agencé pour imprimer à ladite plaque 20 un mouvement vibrant qui, comme on. le verra par la suite, améliore sensiblement I'efficacit8 du pré-compactage.

Est en outre prévu, indiqué schématiquement en 48, un interrupteur de fin de course fixé sur le bord de la plaque 1 adjacent à la plaque 20 > et agencé pour indiquer à une unité de commande décrite plus loin l'instant auquel la plaque 20, lors de son mouvement vers le bas, a atteint une position telle que sa surface inférieure affleure sensiblement avec celle de la table de profilage 18.

Le volume intérieur du corps de vérin 24, délimité par les deux pistons 23 et 30, est destiné à recevoir sélectivement, dans le présent exemple, un fluide hydraulique sous pression.

À cet égard, une unité de commande du mécanisme de pré-compactage décrit jusqu'ici comprend une source de fluide hydraulique sous pression 50 pouvant alimenter ltespace intérieur sus-mentionné du corps de vérin 24 par l'intermédiaire d'une électrovanne d'alimentation 54. Une électrovanne de décharge 52 est en outre prévue pour la mise à l'atmosphère, en 53 de l'espace intérieur du vérin.

L'ouverture et la fermeture des électrovannes 52, 54 sont commandées selon un cycle temporel approprié à l'aide d'une roue 56 en rotation à vitesse constante, qui porte deux contacts 58, 60 agencés pour sélectivement établir et interrompre le passage d'un courant électrique approprié entre une source d'alimentation (non représentée) et les bobines de commande des deux électrovannes 52, 54.

Bien entendu, un tel dispositif de commande cyclique, bien connu dans la technique, n'est ici représenté que de façon très schématique, et pourra être monté en tout emplacement approprié sur le finisseur.

Le fonctionnement du finisseur routier équipé des moyens de compactage décrits ci-dessus est le suivant.

Tout d'abord, dans la position représentée sur la figure 1, le volume intérieur du vérin n'est pas alimenté en fluide hydraulique sous pression et la plaque 20, sous l'effet du contre-poids 44, occupe une position haute déterminée par la butée 45 et représentée pår les traits pleins sur la figure 1.

Le finisseur avançant à allure régulière, vers la gauche sur la figure 1, une certaine quantité du matériau de revetement, indiquée en 62, provenant de la masse de celui-ci en léger surplus 64 déversée par la trémie mentionnée plus haut, vient s'accumuler sous la plaque de pré-compactage 20.

Dans cette situation, la roue de commande 56 étant en rotation constante, le premier contact 58 de celle-ci vient fermer l'électrovanne de décharge 52, qui avait été ouverte pour permettre la remontée de la plaque 20, puis ouvrir 1' électrovanne 54 d'alimentation en fluide sous pression, mettant ainsi en communication la source 50 avec le volume intérieur du vérin 24.Ceci a pour effet de repousser les pistons 30 et 23 respectivement vers le haut et vers le bas, le galet 34 venant en appui roulant contre la surface inférieure 38a de la potence 36 et, le volume intérieur continuant à se remplir de fluide, la plaque de pré-compactage 20 se déplaçant vers le bas de manière à progressivement compacter la masse de matériau de reve tement 62 située au dessous d'elles a la façond'unepressehydraulique
Le dispositif vibrant 46 soumet simultanément la plaque 20 à un mouvement de vibration de fréquence appropriée qui favorisera le regroupement intime des particules du revêtement par création dans la masse 62 d'un désordre dynamique en combinaison avec la diminution de volume imposée par la plaque 20 au cours de sa descente.

Lorsque, la descente de la plaque 20 se prolongeant sous l'action de la source 50 de fluide sous pression, la limite de compacité du matériau de revêtement a été atteinte, alors une certaine quantité de celui-ci est refoulée vers la masse 64, à gauche sur la figure 1. A cet égard, on pourra prévoir sur les bords du finisseur des boucliers latéraux (non représentés) destinés à éviter que ce refoulement ait lieu vers les côtés.

On choisira bien entendu pour la course utile de la plaque 20 une valeur telle que ce soit une action de compactage qui prédomine au cours de sa descente, une légère action de refoulement pouvant néanmoins avoir lieu sans désavantage à la fin de ladite descente.

On notera que, grâce à la structure de vérin 24 à deux pistons 23, 30 décrite plus haut, la force de réaction exercée par la plaque 20 vers le haut lors de sa descente et de son action de densification est intégralement transmise au bâti 10, via le galet 34 et la surface 38a de la potence 36. Le bâti 10 étant conventionnellement d'un poids considérable, cette réaction n'affectera en aucune manière l'équilibre statique et dynamique du finisseur. En outre, le fait que la lame flottante 18 et le corps de vérin 24 soient solidaires l'un de l'autre nta pour objet et résultat que le positionnement correct de la plaque 20 par rapport à la lame flottante 18, aucun effort dirigé verticalement ne pouvant être transmis entre ces deux organes.

Ainsi, les mouvements périodiques du mécanisme de compactage décrit n'affectent en aucune manière l'action de la lame flottante 18, en particulier celle de son poids relatif sur la couche de revêtement.

Le galet 34 monté à l'extrémité supérieure de la tige 32 du piston 30 a pour objet d'autoriser les déplacements de l'ensemble lame flottante et plaque de précompactage 20 par rapport au bâti lors de pivotements autour du point 16, qui sont conventionnellement induits par les variations de l'épaisseur de la couche de revetement provo- quées par les inégalités de la surface sous-jacente.

Pour revenir au fonctionnement proprement dit du finisseur, lorsque la plaque 20 a atteint son point mort bas, ce qui est détecté et indiqué à l'unité de commande par l'interrupteur de fin de course 48, alors l'électrovanne 54 d'alimentation en fluide sous pression est fermée, puis l'électrovanne de décharge 52 est immédiatement ouverte.

La plaque 20 est alors autorisée à remonter sous l'action du contrepoids 44, en vidant progressivement le volume intérieur du vérin 24, jusqu'à son point mort haut tel que défini par la butée 45. Grâce à la temporisation effectuée par la roue de commande 56, un certain intervalle de temps s'écoule avant que la plaque 20 ne soit à nouveau descendue comme décrit plus haut, cet intervalle de temps étant bien entendu choisi de manière à ce qu'une quantité de matériau suffisante vienne s'accumuler sous la plaque 20 en 62 à partir de la masse 64, sous l'effet de l'avance du finisseur, vers la gauche sur la figure 1. Notons ici que le bouclier 21 a pour but d'éviter que le matériau situé en 64 ne vienne s'accumuler lors de cette avance au dessus de la plaque 20.

En outre, on choisira la période du cycle de précompactage de manière à ce que la distance horizontale parcourue par le finisseur au cours d'un cycle soit sensiblement inférieure à la largeur (dimension 1 sur la figure 1) de la plaque 20, de manière à ce que l'intégralité de la masse du revêtement soit soumise à un compactage efficace avant son passage sous la table de profilage ou lame flottante 18.

On a décrit ci-dessus un mécanisme de pré-compactage dans lequel la plaque 20, au cours de sa descente, exerce un effort constant sur le matériau sous-jacent 62, du fait que la source de fluide hydraulique 50 est du type à pression constante.

Cependant, dans certains cas, pour obtenir un meilleur effet de compactage, il peut s'avérer souhaitable que l'action de la plaque 20 au cours de sa descente s'effectue avec une force croissante.

A cet égard et en référence à la figure 2 est décrite schéma tiquement ci-dessous une variante de l'unité de commande hydraulique dans laquelle la sortie de la source de fluide sous pression 50' est on communication, outre avec ltespace intérieur du vérin 24' via leé lectrovanne 54', avec un clapet de décharge 70 normalement appliqué contre un siège associé 71 par un ressort hélicoïdal 72. La longueur du ressort 72 peut etre modifiée à laide d'un vérin auxiliaire 74 qui est alimenté en fluide sous pression de la même manière que le vérin 24'.Ainsi, au cours de la descente de la plaque 20', le vérin 24' se remplissant progressivement, le vérin 74 se remplit également pour ainsi diminuer la longueur utile du ressort 7? en le compriands3 et donc augmenter la valeur de la pression limite au delà de laquelle le clapet de décharge 70 s'ouvre.

On réalise ainsi une commande hydraulique dans laquelle le > - limentation du vérin 24' en fluide hydraulique, du fait du contre de pression exercé en amont de celui-ci de la manière décrite ci-des- sus, se fait à pression croissante. L'effet de compactage exercé par la plaque 20' est ainsi optimisé, étant clair que, plus le matériau de revetement est proche de sa compacité limite, plus 11 effort nécessaire pour le compacter davantage est important.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation préférée et à sa sariante décrites ci-dessus, mais inclut toute modification que pourra y apporter l'homme de l'art.

En particulier, toutes les valeurs de dimensions, de vitesses de déplacement, de durées de cycles, des efforts des divers organes décrits seront facilement calculées par l'homme de l'art en fonction des exigences.

Bien entendu, on pourra faire appel pour la commande de la plaque de pré-compactage 20 à tout système hydraulique, pneumatique, etc " approprié, éventuellement associé à des moyens élastiques.

De façon avantageuse, plusieurs plaques de pré-compactage 20 à vérin 24 indépendant pourront être prévues sur la largeur du finisseur routier, pour ainsi éviter les problèmes dûs à des inéga- lités ou irrégularités dans la répartition du matériau transversalement à la direction de déplacement du finisseur, chaque plaque effectuant un compactage de manière autonome, adapté aux caractéristiques de la masse de matériau de revêtement sous-jacente.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Finisseur routier, du type comprenant un bâti (10) pourvu de moyens d'entratnement, une trémie d'alimentation située dans le bâti et agencée pour déverser sur une surface à revêtir une quanti Inlr ou de renforcemenr dechaussee té appropriée de matériau de revêtement, une lame flottante (18)-montée à l'extrémité libre d'un bras articulé (14) s'étendant vers l'arrière à partir du bâti, et des moyens de pré-compactage à plaque mobile (20) agencés pour exercer une pression intermittente sur le matériau (62) entre ladite trémie et la lame flottante (18), caractérisé en ce qu'il comprend en outre, solidaire du bâti, au moins un prolqngement (36, 38) s'étendant au dessus des moyens de pré-compactage, sur lequel les moyens de pré-compactage sont agencés pour prendre appui lors de leur action.

2. Finisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de pré-compactage comprennent un vérin (24) à deux pistons (23, 30), un premier piston (23) étant solidaire de ladite plaque (20) et un second piston étant solidaire d'un organe (34) en appui contre ledit prolongement (38), le corps du vérin (24) étant solidaire de la lame flottante (18).

3. Finisseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de pré-compactage comprennent en outre des moyens à contre-poids (40, 42, 44) agencés pour entraîner la plaque (20) vers le haut une fois que l'alimentation en fluide sous pression du vérin (24), destinée à abaisser ladite plaque (20), a été interrompue.

4. Finisseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens à contre-poids comprennent en outre une butée de fin de course réglable (45).

5. Finisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que sont montés sur la plaque (20) des moyens (46 agencés pour imprimer à celle-ci un mouvement de vibration.

6. Pinisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le prolongement (36, 38) présente la forme d'une potence (36) comportant à son extrémité supérieure un bras (38) sur la surface inférieure (38a) duquel les moyens de pré-compactage prennent appui par l'intermédiaire d'un galet (34).