La présente invention concerne le domaine technique général des structures
de
chaussée pour véhicules sur pneus.
En particulier, la présente invention concerne une structure de chaussée pour tramway sur pneus, ainsi que son procédé de construction.
Au cours de ces dernières années, est apparu au côté du tramway classique sur rails, le tramway sur pneus qui est un mode de transport en commun hybride, situé entre l'autobus avec lequel il partage le roulement sur pneumatiques, et le tramway sur rail avec lequel il partage le guidage et l'alimentation électrique.
Le tramway sur pneus peut être guidé de diverses manières, par exemple: par un système à galets suivant un rail central (guidage mécanique), par une cellule optique suivant un marquage au sol (guidage au sol), ou encore selon d'autres techniques du type cellules électromagnétiques.
Le tramway sur pneus circule en général sur une structure de chaussée de type routier présentant les particularités suivantes: une circulation très canalisée. Du fait du guidage du tramway, les roues circulent quasiment toujours au même endroit sur le profil en travers de la chaussée, une circulation en site réservé, ce qui exclut d'autres véhicules tels que bus ou camions, hormis les véhicules d'entretiens, une forte sollicitation à l'orniérage du revêtement, lorsque ce revêtement est de type bitumineux. Ceci est dû au trafic canalisé, à sa faible vitesse, et aux nombreuses zones de freinage à l'approche des stations, éventuellement la présence de rail de guidage.
Actuellement, les structures de chaussée utilisées sont en général soit en matériaux bitumineux, soit en béton de ciment.
Les structures de chaussée en béton de ciment présentent divers avantages. Les machines de mise en oeuvre des structures en béton permettent de réaliser des réservations pour les rails de guidage sans difficulté particulière, ni surcoût. Par ailleurs, il est possible de ménager des réservations hors des bandes de roulement pour y placer des revêtements à caractère décoratif. Enfin, les structures de chaussée en béton de ciment nécessitent un entretien réduit, et ne sont pas sensibles à l'orniérage.
Néanmoins, l'inconvénient majeur des structures en béton de ciment est leur coût, en France, presque toujours supérieur à celui des structures bitumineuses équivalentes. En effet, les structures de chaussée en béton développées jusqu'à présent comportent en général une couche de béton épaisse à épaisseur constante de l'ordre de 27 à 33 cm, ou deux couches de béton à épaisseur constante: typiquement une couche en béton de ciment de l'ordre de 18 à 22 cm d'épaisseur au-dessus d'une couche en béton maigre ou en enrobé de l'ordre de 12 à 15 cm d'épaisseur.
Un problème résolu par la présente invention est de proposer une structure de chaussée pour tramway sur pneus ne présentant pas un tel inconvénient, et qui soit ainsi plus économique que les structures de chaussée en béton de ciment de l'art antérieur.
Ce problème est résolu dans le cadre de la présente invention grâce à une structure de chaussée présentant un profil en travers optimisé, nécessitant une moindre quantité de matériau pour sa fabrication, et présentant des performances au moins identiques à des structures de chaussée à épaisseur constante. La présente invention consiste ainsi à proposer une structure de chaussée pour tramway sur pneus, comprenant une couche de forme supportant une couche de béton en ciment, ladite couche de béton de ciment présentant une dalle mince renforcée au droit des bandes de roulement du tramway, et éventuellement également au droit du système de guidage central.
Avec une telle structure, on réalise ainsi selon la présente invention un gain de matière sensible par rapport à une structure de chaussée contenant une couche de béton de ciment à épaisseur constante, pour une performance au moins identique. Un autre avantage réside dans le fait que les structures de chaussée selon la présente invention sont très faciles à réaliser, et sont en général plus rapides à fabriquer que les structures de chaussée en béton de ciment de l'art antérieur.
La présente invention a ainsi pour objet une structure de chaussée pour tramway sur pneus, comprenant une couche de forme supportant une couche de béton de ciment présentant en partie supérieure des bandes de roulement destinées à supporter les pneus du tramway, la couche de forme comprenant dans sa partie supérieure, au droit des bandes de roulement, des rainures longitudinales remplies de béton de ciment pour former des surépaisseurs de renforcement dans la partie inférieure de la couche de béton de ciment.
Les bandes de roulement ont typiquement une largeur comprise entre 40 et 60 cm, de préférence entre 45 et 55 cm. La largeur des bandes de roulement est en général 5 adaptée au gabarit des essieux du tramway.
Avantageusement selon la présente invention, des armatures de renforcement sont enrobées dans lesdites surépaisseurs de renforcement de la couche de béton de ciment.
Dans un exemple de réalisation particulier de la présente invention, la couche de béton de ciment présente en outre, en partie supérieure, une réservation centrale, avantageusement destinée à recevoir le système de guidage du tramway. De manière avantageuse, la couche de forme comprend en outre, dans sa partie supérieure, une rainure centrale, au droit du système de guidage, pour former une surépaisseur de renforcement centrale de la couche de béton de ciment. Cette surépaisseur de renforcement centrale permet en particulier de compenser l'affaiblissement causé par la réservation centrale destinée à recevoir le système de guidage du tramway.
Typiquement, la réservation centrale en partie supérieure de la couche de béton de ciment présente une largeur comprise entre 10 et 30 cm, avantageusement entre 15 et 25 cm, par exemple 20 cm. Typiquement, cette réservation centrale présente une épaisseur comprise entre 5 et 20 cm, avantageusement entre 8 et 15 cm.
Selon une caractéristique particulière de la présente invention, la couche de béton de ciment présente une épaisseur moyenne de 10 à 30 cm, avantageusement de 15 à 25 cm, encore plus avantageusement de 18 à 20 cm, encore plus avantageusement de l'ordre de 19 cm.
Par épaisseur moyenne de la couche de béton de ciment, on entend au sens de la présente invention l'épaisseur de la couche moyennée sur toute la largeur de ladite couche de béton de ciment.
Avantageusement selon la présente invention, les surépaisseurs de renforcement présentent une épaisseur comprise entre 5 et 15 cm, encore plus avantageusement entre 30 6 et 11 cm.
Dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, la surépaisseur de renforcement centrale présente une épaisseur inférieure aux surépaisseurs de renforcement au droit des bandes de roulement. L'épaisseur des surépaisseurs de renforcement au droit des bandes de roulement est de préférence ajustée en fonction du poids des essieux et de l'importance du trafic.
Typiquement, la surépaisseur de renforcement centrale présente une épaisseur comprise entre 5 et 8 cm, par exemple 6 cm. Typiquement, les surépaisseurs de renforcement qui sont au droit des bandes de roulement présentent une épaisseur de préférence comprise entre 9 et 15 cm, en particulier entre 10 et 12 cm, par exemple 11 cm.
Avantageusement selon la présente invention, les surépaisseurs de renforcement 10 présentent une largeur comprise entre 20 et 60 cm, encore plus avantageusement entre 30 et 55 cm, encore plus avantageusement entre 40 et 50 cm.
Typiquement, la surépaisseur de renforcement centrale présente une largeur comprise entre 40 et 60 cm, encore plus avantageusement entre 45 et 50 cm. Les surépaisseurs de renforcement qui sont au droit des bandes de roulement présentent avantageusement une largeur comprise entre 40 et 60 cm, encore plus avantageusement entre 45 et 55 cm. Les surépaisseurs de renforcement sont en général de forme rectangulaire ou trapézoïdale, avec un angle par rapport à l'horizontale avantageusement compris entre 90 et 45 .
Dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, les armatures de renforcement sont des armatures longitudinales en fer ou en acier. De manière particulièrement avantageuse selon la présente invention, la structure de chaussée comprend trois armatures longitudinales continues au droit de chaque bande de roulement. En particulier, les armatures ont avantageusement chacune un diamètre de l'ordre de 20 mm et/ou sont espacées les unes des autres de 15 cm.
Les armatures de renforcement selon la présente invention peuvent avoir un diamètre compris entre 10 et 30 mm, avantageusement entre 20 et 25 mm, par exemple de l'ordre de 20 mm. Elles peuvent être espacées les unes de autres de 5 à 25 cm, avantageusement de 10 à 20 cm, par exemple de l'ordre de 15 cm.
Dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, la couche de 30 béton de ciment comprend en outre des armatures transversales, avantageusement au dessus des armatures de renforcement.
Les armatures transversales sont en général continues. Elles peuvent être par exemple en fer ou en acier. Typiquement, ces armatures transversales ont un diamètre compris entre 10 et 25 mm, avantageusement entre 15 et 20 mm, par exemple de l'ordre de 16 mm. Elles peuvent être espacées les unes de autres de 15 à 40 cm, avantageusement de 20 à 40 cm, par exemple de l'ordre de 33 cm.
Selon une caractéristique particulière de la présente invention, la couche de béton de ciment comprend en outre, en partie supérieure, des réservations adjacentes aux bandes de roulement, de préférence destinées à recevoir des revêtements décoratifs.
Typiquement, les réservations adjacentes aux bandes de roulement présentent une largeur comprise entre 30 et 60 cm, avantageusement entre 40 et 50 cm, par exemple 40 cm. Typiquement, ces réservations présentent une épaisseur comprise entre 3 et 10 cm, avantageusement entre 4 et 6 cm.
Avantageusement selon la présente invention, la couche de forme est constituée de matériaux granulaires non liés ou de matériaux traités aux liants hydrauliques. 15 La présente invention a également pour objet un procédé de construction d'une structure de chaussée pour tramway sur pneus telle que définie précédemment, comprenant les étapes successives suivantes: - profilage d'une couche de forme, la couche de forme présentant en partie 20 supérieure des rainures au droit des bandes de roulement, et éventuellement une rainure centrale, - éventuellement prépositionnement d'armatures de renforcement à l'intérieur desdites rainures au droit des bandes de roulement, coulage d'une couche de béton de ciment recouvrant la totalité de la couche de 25 forme en remplissant lesdites rainures et éventuellement ladite rainure centrale, et enrobant lesdites armatures de renforcement, et éventuellement aménagement d'une réservation centrale en partie supérieure de la couche de béton de ciment, la réservation centrale étant destinée à recevoir le système de guidage du tramway.
Avantageusement selon la présente invention, le procédé comprend en outre l'étape consistant à aménager des réservations adjacentes aux bandes de roulement dans la partie supérieure de la couche de béton de ciment, suite au coulage de la couche de béton.
Avantageusement selon la présente invention, le profilage de la surface supérieure de la couche de forme et le coulage de la couche de béton de ciment sur la couche de forme sont réalisés par coffrage glissant.
Dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, le profilage de la surface supérieure de la couche de forme est réalisé par fraisage.
Dans un autre mode de réalisation particulier de la présente invention, le profilage de la surface supérieure de la couche de forme est réalisé par refoulement à l'aide d'une racle de profil adapté.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui suit, laquelle doit être lue en regard des dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 représente de manière schématique la coupe transversale d'une structure de chaussée conforme à un mode de réalisation possible de la présente invention, de préférence utilisée en zone courante, la figure 2 représente de manière schématique la coupe transversale d'une structure de chaussée conforme à un mode de réalisation de la présente invention, de préférence utilisée en zone de carrefour, la figure 3 représente de manière schématique en vue de dessus les armatures d'une structure de chaussée conforme à un mode de réalisation de la présente invention, en zone courante et en zone de carrefour.
Dans le cadre de la présente invention, le terme de zone courante signifie les zones qui ne constituent pas des zones de carrefour.
Dans le cadre de la présente invention, la structure de chaussée pour tramway sur pneus comprend une couche de chaussée, qui est la couche en béton de ciment, ainsi qu'une sous-couche de chaussée, qui est la couche de forme. Avantageusement selon la présente invention, la couche de forme est en grave non traité.
Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, la structure de chaussée (1) comprend une couche de forme (2) supportant une couche de béton de ciment (3). La surface supérieure de la couche de béton de ciment (3) présente des bandes de roulement (4), destinées à supporter les pneus du tramway. La surface supérieure de la couche de béton de ciment (3) peut également présenter une réservation centrale (7), avantageusement destinée à recevoir le système de guidage du tramway, tel qu'un rail de guidage. La surface supérieure de la couche de béton de ciment (3) peut également présenter des réservations (10), adjacentes aux bandes de roulement, qui sont destinées à recevoir des revêtements décoratifs par exemple.
D'une manière générale, la couche de forme (2) de la structure de chaussée (1) selon la présente invention comprend, dans sa partie supérieure, au droit des bandes de roulement (4), des rainures longitudinales (5) qui sont remplies de béton de ciment de manière à former des surépaisseurs de renforcement dans la partie inférieure de la couche de béton de ciment (3). Les surépaisseurs de renforcement peuvent également être dénommées raidisseurs.
Lorsque la couche de béton de ciment (3) comprend une réservation centrale (7) en partie supérieure, la couche de forme (2) comprend avantageusement, dans sa partie supérieure, une rainure centrale (8) au droit de la réservation centrale (7), formant ainsi une surépaisseur de renforcement centrale de la couche de béton de ciment (3).
Avantageusement selon la présente invention, des armatures de renforcement (6) sont enrobées dans lesdites surépaisseurs de renforcement de la couche de béton de ciment (3), au droit des bandes de roulement (4).
Avantageusement selon la présente invention, les armatures de renforcement (6) sont métalliques, polymériques, ou synthétiques. Ces armatures (6) peuvent être continues ou discontinues. Lorsque les armatures sont continues, il s'agit avantageusement de barres longitudinales en fer ou en acier. Lorsque les armatures sont discontinues, ces armatures peuvent alors être constituées de fibres ou même de goujons, constituant ainsi une dalle goujonnée. Lorsque les armatures de renforcement sont des armatures longitudinales continues, on peut alors dire que la couche en béton de ciment est une couche en béton armé continu.
Le fait de placer des armatures de renforcement dans la structure de chaussée (1) est un mode de réalisation particulièrement avantageux selon la présente invention, dans la mesure où il permet de réduire encore la quantité nécessaire de béton pour construire la structure de chaussée (1).
Comme on peut le voir sur la figure 2, la couche de béton de ciment (3) peut être renforcée également par des armatures transversales (9), qui sont disposées avantageusement au dessus des armatures de renforcement (6) . Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux dans les zones particulières de carrefour, dans lesquelles, au trafic canalisé du tramway, se superpose un trafic routier perpendiculaire, nécessitant un renforcement transversal de la structure de chaussée (1).
La présente invention a également pour objet un procédé de construction d'une structure de chaussée pour tramway sur pneus selon la présente invention, tel que défini précédemment.
Avantageusement selon la présente invention, le profilage de la surface supérieure de la couche de forme (2) et le coulage de la couche de béton de ciment (3) sur la couche de forme (2) sont réalisés à l'aide d'une même machine à coffrage glissant. Cette machine, avantageusement sur chenilles, prend appui en général sur deux bandes latérales en dehors de la chaussée à construire. De manière générale, la machine à coffrage glissant est asservie en altimétrie et en planimétrie.
La mise en oeuvre par coffrage glissant est réalisée avantageusement selon la présente invention en continu, et en une seule passe, dans la largeur souhaitée. Ce procédé de construction selon la présente invention est ainsi très rapide, et moins coûteux que les procédés de construction des structures de chaussée classiques, puisqu'il ne nécessite qu'un seul passage de la machine à coffrage glissant.
Le profilage de la surface supérieure de la couche de forme (2) est réalisé avantageusement par deux techniques selon la présente invention. Lorsque la couche de forme est constituée de matériaux granulaires non liés ou de matériaux traités aux liants hydrauliques, ce profilage est réalisé de préférence par fraisage. On utilise en particulier le fraisage lorsque la couche de forme est en matériaux traités aux liants hydrauliques.
Lorsque la couche de forme est en matériaux granulaires non liés, le profilage de la surface supérieure de la couche de forme (2) est réalisé de préférence par refoulement à l'aide d'une racle de profil adapté. Cette racle de profil adapté est de préférence montée directement sur la machine à coffrage glissant, garantissant ainsi les côtes de terrassement.
Lorsque l'on désire renforcer la structure (1) à l'aide d'armatures, les armatures de renforcement (6,9) sont avantageusement pré-positionnées à l'intérieur des rainures (5) de la couche de forme (2), ou au-dessus de la surface supérieure de la couche de forme (2), devant la machine à coffrage glissant qui les enrobe ensuite de béton de ciment. Typiquement, l'alimentation du béton se fait par des camions toupie ou bermes, desservant le béton directement devant la machine ou au moyen d'un tapis d'alimentation.
Le profil désiré de la structure de chaussée (1) selon la présente invention, y compris les réservations pour système de guidage ou pour revêtements décoratifs, est avantageusement obtenu par un moule extrudant en continu le béton. Ce moule est solidaire de la machine à coffrage glissant.
En particulier, le profilage de la surface supérieure de la couche de béton de ciment (3) peut être obtenu en incorporant à la table de réglage du béton des éléments appropriés aux réservations à réaliser. A l'arrière de la machine à coffrage glissant, le béton présente en général un aspect lisse. Les bandes de roulement peuvent recevoir un traitement particulier, du type peignage ou dénudage, pour obtenir les caractéristiques de surface souhaitées.
L'exemple suivant est donné à titre non limitatif et illustre la présente invention.
Exemple de réalisation selon la présente invention: Une structure de chaussée (1), telle que représentée sur les figures 1 et 2, a été réalisée selon la présente invention. Cette structure présente les caractéristiques suivantes: La couche de béton de ciment (3) présente trois réservations dans sa partie supérieure: l'une centrale (7), de 20 cm de largeur et de 10 cm d'épaisseur, destinée à recevoir 25 le rail de guidage du tramway, les deux autres réservations (10), de 40 cm de large, sont situées de part et d'autre du rail de guidage dans les zones non circulées. L'épaisseur des réservations (10) est de l'ordre de 4 cm, mais peut être adaptée au revêtement décoratif à mettre en place dans une plage de 0 à 8 cm.
Les bandes de roulement latérales (4) ont une largeur de 65 cm.
La partie inférieure de la couche de béton de ciment (3) présente trois surépaisseurs de renforcement (raidisseurs) : l'une en partie centrale (8), de 50 cm de largeur et de 6 cm d'épaisseur, destinée à compenser l'affaiblissement causé par la réservation pour le rail de guidage, les deux autres (5) sont situées au droit des bandes de roulement (4). Leur épaisseur est de 1 lcm et leur largeur de 55 cm.
La structure en béton ainsi constituée est continue sans joint. La couche de béton (3) est une couche en béton de ciment armé continu.
Dans les zones courantes de chaussée, des armatures de renforcement (6) sont enrobées dans lesdites surépaisseurs de renforcement (5) de la couche de béton ce ciment (3). Il s'agit d'armatures longitudinales, constituées par six fers de diamètre 20 mm, espacés de 15 cm, et placées au droit des bandes de roulement (4) (Cf. Figures 1 et 3).
Dans les zones de carrefour de la piste, la structure de chaussée (1) a été de plus renforcée par des fers (9) disposés de manière transversale (Cf. Figures 2 et 3). Ces barres (9) continues transversales ont chacune un diamètre de 16 mm et sont espacées les unes des autres de 33 cm. Les armatures transversales (9) sont disposées au dessus des armatures longitudinales (6).
La vue de dessus des armatures, non encore recouvertes de béton, de la structure de chaussée (1) selon la présente invention est représentée sur la figure 3 dans les deux zones de chaussée (zone courante et zone de carrefour).
La structure de chaussée (1) a des performances au moins identiques à des structures de chaussée de l'art antérieur à épaisseur de béton constante. Par ailleurs, la structure de chaussée (1) selon la présente invention présente l'avantage d'avoir une épaisseur moyenne réduite, de l'ordre de 19 cm, par rapport à une structure de chaussée classique comportant une dalle de béton à épaisseur constante.
Selon la présente invention, le profil en travers de la structure (1) a été optimisé, à l'aide d'une dalle mince raidie au droit des bandes de roulement et du rail de guidage.
Cette optimisation du profil en travers de la structure (1) présente le double avantage de réduire le coût des structures en béton par rapport à des structures en béton classiques à épaisseur constante, et de pouvoir être réalisé par un procédé très simple et rapide à mettre en oeuvre.
Ainsi, la structure de chaussée (1) permet d'engendrer un gain de matière important par rapport à une structure de chaussée classique à fonds plats.
Avantageusement selon la présente invention, l'économie de béton de ciment est comprise entre 20 et 50 %, avantageusement autour de 35%, par rapport à une structure de chaussée classique comprenant une couche de chaussée à épaisseur constante, les deux structures de chaussée présentant par ailleurs des performances identiques.