WO1999022070A1 - Structure stabilisee, notamment de type ballast et procede de stabilisation d'une telle structure - Google Patents

Structure stabilisee, notamment de type ballast et procede de stabilisation d'une telle structure Download PDF

Info

Publication number
WO1999022070A1
WO1999022070A1 PCT/FR1998/002261 FR9802261W WO9922070A1 WO 1999022070 A1 WO1999022070 A1 WO 1999022070A1 FR 9802261 W FR9802261 W FR 9802261W WO 9922070 A1 WO9922070 A1 WO 9922070A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fibers
binder
spreading
stabilization
structure according
Prior art date
Application number
PCT/FR1998/002261
Other languages
English (en)
Inventor
Michel Dunand
Bernard Faure
Jacques Itty
Alain Le Coroller
Jean-Paul Michaut
Guy Lecuyer
Original Assignee
Societe Anonyme Pour La Construction Et L'entretien Des Routes
Colas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe Anonyme Pour La Construction Et L'entretien Des Routes, Colas filed Critical Societe Anonyme Pour La Construction Et L'entretien Des Routes
Priority to CA002307133A priority Critical patent/CA2307133A1/fr
Priority to KR1020007004373A priority patent/KR20010031365A/ko
Priority to DE1998621254 priority patent/DE69821254T2/de
Priority to EP98950178A priority patent/EP1025312B1/fr
Priority to AT98950178T priority patent/ATE258253T1/de
Priority to JP2000518151A priority patent/JP2001521081A/ja
Publication of WO1999022070A1 publication Critical patent/WO1999022070A1/fr

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B1/00—Ballastway; Other means for supporting the sleepers or the track; Drainage of the ballastway
    • 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
    • E01C11/00—Details of pavings
    • E01C11/16—Reinforcements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B1/00—Ballastway; Other means for supporting the sleepers or the track; Drainage of the ballastway
    • E01B1/001—Track with ballast
    • 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
    • E01C3/003—Foundations for pavings characterised by material or composition used, e.g. waste or recycled material
    • 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
    • E02D17/202—Securing of slopes or inclines with flexible securing means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2204/00—Characteristics of the track and its foundations
    • E01B2204/03—Injecting, mixing or spraying additives into or onto ballast or underground
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2300/00—Materials
    • E02D2300/0051—Including fibers

Definitions

  • Stabilized structure in particular of the ballast type, and method for stabilizing such a structure
  • the present invention relates to a stabilized structure comprising individual separate mineral elements and a method for stabilizing such a structure using a stabilization complex.
  • Structures comprising mineral elements are known in various fields such as, for example, the construction of railways and the construction of roads.
  • mineral or stony elements for example pebbles from crushed stones of magmatic rocks and certain metamorphic rocks.
  • These stony elements can in particular be arranged so as to form a bed of pebbles intended to constitute the ballast of a railway or a base layer in road construction.
  • the object of the invention is to find a solution which makes it possible to remedy the drawbacks of structures comprising stony elements of different sizes, in a simple, inexpensive and rapid manner and, at the same time, to preserve the essential properties of the ballasted structure, such as, for example, its ability to distribute loads, its ability to drain and quickly evacuate water.
  • the structure comprises a stabilization complex constituted by an added complex comprising a binder and advantageously fibers, and making it possible to maintain the elements of the structure in place.
  • the surface mineral elements are partially coated with the added complex, which ensures a bond between them and their immobilization with respect to each other, without affecting their drainage and percolation capacity.
  • the present invention also relates to the characteristics which will emerge from the description which follows and which should be considered in isolation or in all their technically possible combinations.
  • FIG. 1 is a plan view of an upper surface portion of a railroad ballast showing stabilization means according to l invention
  • - Figure 2 is a sectional view of an upper layer of the ballast along line II-II of Figure 1;
  • - Figure 3 is a sectional view of a stabilized structure by a variant of stabilization means according to the invention;
  • - Figure 4 is a sectional view of a structure stabilized by another variant of stabilization means according to the invention.
  • - Figure 5 is a sectional view of a roadway with a reservoir structure incorporating stabilization means according to the invention.
  • the tracks for railways are formed of rails fixed on sleepers, themselves immobilized on a ballast 1 composed of stony elements, such as pebbles 2, resulting from the crushing of magmatic rocks or metamorphic, and arranged between the rails and on either side of them.
  • a ballast 1 composed of stony elements, such as pebbles 2, resulting from the crushing of magmatic rocks or metamorphic, and arranged between the rails and on either side of them.
  • the spreading loose of pebbles 2 at the time of their placement and their arbitrary shapes have the natural effect of creating between them interstices a, b, c, d ... These interstices have a drain function.
  • the ballast 1 comprises a stabilization complex 3 constituted by an attached coating which forms a sort of covering net for said pebbles 2 of the upper layers, without altering their drainage and percolation capacity.
  • This covering net ensures a connection between the stones and, consequently, their immobilization with respect to each other.
  • the stabilization complex 3 of the ballast 1 is constituted by a binder 4 into which fibers 5 are incorporated.
  • the binder 4 can be an emulsion of pure or modified bitumen or an anhydrous binder.
  • the fibers 5 integrated into the binder 4 to constitute the stabilization complex 3 intended to be attached to the ballast 1 are filiform and of length f at least equal to the distance separating two successive stones 2, for constitute a link between them. All of these links, obtained from stabilization means comprising fibers 51 hereinafter called “long fibers” and of the binder 4, is arranged in a random manner and according to a dosage making it possible to produce a mesh of any shape capable of joining the surface pebbles 2 together, while allowing the drainage of rainwater. through the upper layer of pebbles 2, then their lower layers.
  • the ballast 1 comprises a stabilization complex 31 which is constituted by a binder 4 which are integrated fibers 52 hereinafter called "short fibers".
  • the length m of the short fibers 52 and the dosage of these fibers during their application are chosen so as to obtain a random blockage of part of the interstices between the stones.
  • the binder is retained during its application and forms a mesh of any shape in a manner similar to the first embodiment.
  • the long fibers 51 can have a length i ranging from 10 mm to 200 mm
  • the short fibers 52 have a length m of less than 1 mm and are in particular micronized fibers.
  • the preferred lengths of the long fibers 51 are 25, 50, 90 and 130 mm, the particularly advantageous length being between 25 and 60 mm.
  • the life cycle of the maintenance-free ballast can go up to three or even five years, while with traditional ballasts, this life cycle does not exceed one year under the most severe, for example those of high speed lines.
  • the stabilization coating has the ability to be easily destroyed during manual or mechanical tamping operations of the ballast, which keeps the ballast its character as recyclable material.
  • the stabilization coating also makes it possible to maintain a behavior of a ballasted layer capable of withstanding vibrations when passing train movements. It remains flexible enough to follow the deformations of the support and accept a low amplitude sag.
  • the stabilization complex 3 of the ballast 1 comprises, for example, an emulsion of pure or modified bitumen whose dosage is between 1500 and 1800 g / m 2 or an anhydrous binder whose dosage is between 800 and 1200 g / m 2 , and to which emulsion or to which anhydrous binder, are integrated long fibers 51 whose dosage is between 50 and 600 g / m 2 . Examples of dosage of the fiber binder are given below.
  • a hydrocarbon binder (based on bitumen) which may or may not be modified by suitable additives (for example: polymers of SBS type), so that that the plasticity interval is large enough to avoid brittleness at low temperature and loss of consistency at high temperature (point ball ring> 50 ° C).
  • JD of 1.5 to 3% of SBS polymer in a penetration bitumen given has a viscosity depending on the temperature at the time of spreading.
  • Full-scale experiments have shown that a viscosity obtained by spreading the binder defined above at a temperature between 40 ° C and 90 ° C allowed the bonding of the ballast by point on the surface and penetration over a thickness of 1 to 3 ballast pebbles.
  • the temperature drops in a time between 0 s and 600 s to a value ⁇ 25 ° C, which allows point bonding of the ballast, irreversible at room temperature, sufficient to prevent stones from flying away when trains pass , but sufficiently weak for a powerful mechanical action by vibration for example, to restore the mechanical independence of each pebble and therefore to rework the geometry of the track by stuffing the ballast.
  • room temperature (20 ° C) the tensile stress required to separate two pebbles from the ballast thus glued, is between 50 g / cm 2 and 2000 g / cm 2 at 30 minutes, which is more than enough not to interfere stuffing operations.
  • bitumen emulsion offers particularly good results when it has a viscosity of between 0.5 ° and 15 ° Engler.
  • the invention also relates to a method using a stabilizing complex to obtain a structure such that it has just been described.
  • This process includes a step consisting in forming a sort of net covering the mineral elements of the upper layers of the structure to be stabilized.
  • the process can be carried out according to different variants, for example as follows:
  • the spreading of the binder film is carried out before the spreading of the fibers
  • the spreading of the binder and the spreading of the fibers are carried out simultaneously, so that the binder is mixed with the fibers; the mixing can be done just before the introduction of the binder and the fibers in a spreading applicator.
  • the method can consist of either:
  • very long fibers 51 are cut in situ by means of a “chopper” type fiber cutter consisting of a rotating cylinder provided with peripheral chopping blades, fed by a loading hopper, such a cutter being associated with a bitumen spreader 4 disposed upstream or downstream of said cutter, on the same running gear.
  • a “chopper” type fiber cutter consisting of a rotating cylinder provided with peripheral chopping blades, fed by a loading hopper, such a cutter being associated with a bitumen spreader 4 disposed upstream or downstream of said cutter, on the same running gear.
  • precut fibers are brought to the site to be implemented before or after the spreading of bitumen 4, by projection with a gun actuated manually or mechanically.
  • the stabilized structure according to the invention can be implemented by the method described above within the limits indicated more top and choosing, for example, an implementation with the following parameters:
  • the process can be carried out in the temperature range from + 5 ° C to + 40 ° C.
  • the treatment can be carried out on a wet ballast using a bitumen emulsion binder.
  • the efficiency of the process is obtained whatever the climatic conditions after implementation within a maximum of 24 hours.
  • the invention has been presented as relating to a stabilized structure comprising individual mineral elements, separate, comprising a stabilization complex constituted by an added complex which partially covers the mineral surface elements of this structure and which comprises a binder and fibers.
  • the object of the invention can also be achieved by a stabilization complex consisting of a binder alone or, at the very least, by an added stabilization complex comprising no fibers.
  • This principle is shown schematically in Figure 4. In this Figure, we see that the elements of the upper layers of the structure to be stabilized are "glued" one to the other by binder pads.
  • the detailed illustrative description relates to the stabilization of a structure of the railway ballast type. It should be understood, however, that the invention is not limited to such an application and that it may be used to stabilize any stony structure comprising stone elements. Those skilled in the art can, by routine tests and using the teachings of the present description, determine in each case, according to the nature and the dimensions of the structure to be stabilized, the corresponding characteristics of the binder and of the fibers.
  • a stabilized structure is used to allow the circulation of construction trucks which realize the surface layer of a road.
  • the implementation of a stabilized structure according to the invention is particularly advantageous, in the field of road applications, in the case of roadways with reservoir structure. Such an application is shown in Figure 5.
  • a roadway with a reservoir structure comprises, in addition to the support soil 11 on which it is produced, a form layer 12, a foundation layer 13, a base layer 14 and a surface layer 15.
  • the support soil 11, the form layer, the foundation layer and the base layer are separated from each other by interfaces 16, 17 and 18 produced by a geotextile or a geomembrane.
  • the stabilization complex 3 is applied to the upper layers of mineral elements of the base layer 14.
  • FIG. 5 represents this complex according to the embodiment shown in and described with reference to FIG. 3.
  • the stabilized structure can be implemented in the field of road application by using dusting microfibers. These microfibers are only made of organic material and applied, either with guns or with a ramp. Their main effect is to prevent any object or vehicle coming into contact with the newly deposited stabilization complex from sticking.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Railway Tracks (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Discharge Heating (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

La présente invention concerne une structure comportant des éléments pierreux (2), séparés individuels. La structure comprend un complexe de stabilisation (3) constitué par un revêtement rapporté, recouvrant partiellement les éléments minéraux (2) de surface, pour assurer une liaison entre eux et leur immobilisation les uns par rapport aux autres, sans altérer leur capacité de drainage et de percolation. L'invention concerne également un procédé pour obtenir une telle structure.

Description

Structure stabilisée, notamment de type ballast, et procédé de stabilisation d'une telle structure
La présente invention concerne une structure stabilisée comportant des éléments minéraux séparés individuels et un procédé de stabilisation d'une telle structure à l'aide d'un complexe de stabilisation.
Des structures comportant des éléments minéraux sont connues dans différents domaines tels que, par exemple, la construction de voies ferrées et la construction de routes. Dans de tels domaines, on rencontre des éléments minéraux ou pierreux, par exemple des cailloux issus de pierres concassées de roches magmatiques et de certaines roches métamorphiques. Ces éléments pierreux peuvent notamment être disposés de façon à former un lit de cailloux destiné à constituer le ballast d'une voie ferrée ou une couche de base dans la construction routière.
Dans la présente description, les expressions « minéraux » et « pierreux » qualifiant les éléments des structures et les expressions « cailloux » et « éléments » seront utilisées indifféremment. Dans ce type de structures d'éléments pierreux, il se pose souvent le problème de la stabilité. Ainsi, ce problème est apparu d'une manière éclatante avec l'essor des trains à grande vitesse, qui génèrent sur leur passage un effet d'aspiration provoquant un soulèvement des cailloux formant le ballast de la voie ferrée. II peut s'agir de cailloux de faible calibre, susceptibles d'atterrir sur la table de roulement des rails, et ainsi être écrasés par les roues en provoquant des empreintes.
Mais il peut également s'agir de cailloux de plus gros calibre dont la projection est susceptible d'endommager des parties mécaniques des parties inférieures du train, voire même de porter atteinte à sa sécurité.
Dans le domaine de la construction routière, le manque de stabilité des structures d'éléments pierreux est en général moins spectaculaire. Cependant, les conditions d'application des couches de surface en enrobés bitumineux nécessitent souvent de stabiliser le lit de cailloux, notamment dans le cas des chaussées à structure réservoir.
Le but de l'invention est de trouver une solution permettant de remédier aux inconvénients des structures comportant des éléments pierreux de différentes tailles, de manière simple, peu coûteuse et rapide et, en même temps, de conserver les propriétés essentielles de la structure ballastée, telles que, par exemple sa capacité de répartir les charges, son aptitude au drainage et à l'évacuation rapide des eaux. Selon l'invention, la structure comprend un complexe de stabilisation constitué par un complexe rapporté comportant un liant et avantageusement des fibres, et permettant d'assurer le maintien en place des éléments de la structure. Les éléments minéraux de surface sont partiellement enrobés par le complexe rapporté, ce qui assure une liaison entre eux et leur immobilisation les uns par rapport aux autres, sans altérer leur capacité de drainage et de percolation. On forme ainsi une sorte de filet de recouvrement des éléments pierreux de la structure. Ce filet de recouvrement permet de créer des liens entre différents éléments de la structure, sans constituer pour autant une nappe, ou chape, continue et ainsi également de maintenir inchangée la capacité de la structure à répartir les charges, sans altérer sa capacité de drainage et d'évacuation rapide des eaux, et de percolation.
La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront de la description qui va suivre et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles.
Cette description est donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la Figure 1 est une vue en plan d'une portion de surface supérieure d'un ballast de voie ferrée montrant des moyens de stabilisation selon l'invention ;
- la Figure 2 est une vue en coupe d'une couche supérieure du ballast selon la ligne II-II de la Figure 1 ; - la Figure 3 est une vue en coupe d'une structure stabilisée par une variante de moyens de stabilisation selon l'invention ;
- la Figure 4 est une vue en coupe d'une structure stabilisée par une autre variante de moyens de stabilisation selon l'invention ; et - la Figure 5 est une vue en coupe d'une chaussée à structure réservoir incorporant des moyens de stabilisation selon l'invention.
On se réfère d'abord aux Figures 1 à 4.
De manière connue en soi et non représentée, les voies pour chemins de fer sont formées de rails fixés sur des traverses, elles- mêmes immobilisées sur un ballast 1 composé d'éléments pierreux, tels que des cailloux 2, issus du concassage de roches magmatiques ou métamorphiques, et disposés entre les rails et de part et d'autre de ceux-ci. L'étalement en vrac des cailloux 2 au moment de leur mise en place et leurs formes quelconques ont pour effet naturel de créer entre eux des interstices a, b, c, d... Ces interstices ont une fonction de drain.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention (représenté aux Figures 1 et 2), le ballast 1 comporte un complexe de stabilisation 3 constitué par un revêtement rapporté qui forme une sorte de filet de recouvrement desdits cailloux 2 des couches supérieures, sans altérer leur capacité de drainage et de percolation. Ce filet de recouvrement assure une liaison entre les cailloux et, conséquemment, leur immobilisation les uns par rapport aux autres.
Le complexe de stabilisation 3 du ballast 1 est constitué par un liant 4 auquel sont intégrées des fibres 5. Le liant 4 peut être une émulsion de bitume pur ou modifié ou un liant anhydre. Selon une autre caractéristique de l'invention, les fibres 5 intégrées au liant 4 pour constituer le complexe de stabilisation 3 destiné à être rapporté au ballast 1 , sont filiformes et de longueur f au moins égale à la distance séparant deux cailloux successifs 2, pour constituer entre eux un lien. L'ensemble de ces liens, obtenus à partir de moyens de stabilisation comprenant des fibres 51 appelées ci-après « fibres longues » et du liant 4, est disposé de manière aléatoire et selon un dosage permettant de réaliser un maillage de forme quelconque apte à solidariser les cailloux de surface 2 entre eux, tout en autorisant le drainage des eaux de pluie au travers de la couche supérieure des cailloux 2, puis de leurs couches inférieures.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention (représenté à la Figure 3), le ballast 1 comporte un complexe de stabilisation 31 qui est constitué par un liant 4 auquel sont intégrées des fibres 52 appelées ci-après « fibres courtes ». La longueur m des fibres courtes 52 et le dosage de ces fibres lors de leur application sont choisis de manière à obtenir un bouchage aléatoire d'une partie des interstices entre les cailloux. Dans les interstices ainsi bouchés, le liant est retenu lors de son application et forme un maillage de forme quelconque d'une manière similaire au premier mode de réalisation.
Alors que les fibres longues 51 peuvent avoir une longueur i allant de 10 mm à 200 mm, les fibres courtes 52 ont une longueur m inférieure à 1 mm et sont notamment des fibres micronisées. Les longueurs préférées des fibres longues 51 sont 25, 50, 90 et 130 mm, la longueur particulièrement avantageuse étant située entre 25 et 60 mm.
Grâce à l'invention, le cycle de vie du ballast sans entretien peut aller jusqu'à trois, voire cinq ans, alors qu'avec les ballasts traditionnels, ce cycle de vie ne dépasse pas un an dans les conditions d'utilisation les plus sévères, par exemple celles des lignes à grande vitesse.
De plus, le revêtement de stabilisation a la faculté d'être facilement détruit lors des opérations de bourrage manuel ou mécanique du ballast, ce qui conserve au ballast son caractère de matériau recyclable.
Le revêtement de stabilisation permet également de conserver un comportement de couche ballastée capable de supporter les vibrations au passage des circulations des trains. Il reste suffisamment souple pour suivre les déformations du support et accepter un affaissement de faible amplitude.
De plus, il conserve les caractéristiques d'isolement électrique de la voie.
Également, il n'est pas toxique et répond aux exigences 5 d'hygiène et de santé du personnel.
Les différents essais réalisés ont montré qu'il est possible de mettre en œuvre une grande variété de fibres textiles pour usage technique, telles que verre, polypropylène, polyamide, ou des composites renforcés, tels que des fibres de verre associées à des 10 fibres naturelles, telles que lin, chanvre, etc.. A titre d'exemple, de très bons résultats ont été obtenus avec des fibres de verre commercialisées par la Société Saint-Gobain sous la marque ISOVER.
En ce qui concerne le liant, l'utilisation d'une émulsion de 15 bitume connu sous la dénomination SACERCID, référence 65, a montré de très bonnes capacités d'association avec les fibres précitées.
En termes de résistance mécanique et de perméabilité, le complexe de stabilisation 3 du ballast 1 comprend, à titre 20 d'exemple, une émulsion de bitume pur ou modifié dont le dosage est compris entre 1500 et 1800 g/m2 ou un liant anhydre dont le dosage est compris entre 800 et 1200 g/m2, et à laquelle émulsion ou auquel liant anhydre, sont intégrées des fibres longues 51 dont le dosage est compris entre 50 et 600 g/m2. 25 Des exemples de dosage du liant avec fibres sont donnés plus loin.
Dans le mode de réalisation de l'invention mettant en œuvre un liant sans fibres, on utilise un liant hydrocarboné (à base de bitume) modifié ou non par des additifs appropriés (par exemple : 30 polymères de type SBS), de façon à ce que l'intervalle de plasticité soit suffisamment grand pour éviter la fragilité à basse température et la perte de consistance à température élevée (point Bille Anneau > 50°C).
Ce type de liant, obtenu par exemple par adjonction ou non
J D de 1 ,5 à 3 % de polymère SBS dans un bitume de pénétration donnée a une viscosité fonction de la température au moment du répandage. Des expérimentations en vraie grandeur ont montré qu'une viscosité obtenue en répandant le liant défini ci-dessus à une température comprise entre 40°C et 90°C permettait le collage du ballast par point en surface et la pénétration sur une épaisseur de 1 à 3 cailloux de ballast.
La température descend en un temps compris entre 0 s et 600 s à une valeur < 25°C, ce qui permet un collage par point du ballast, irréversible à température ambiante, suffisant pour empêcher que les cailloux ne s'envolent au passage des trains, mais suffisamment faible pour qu'une action mécanique puissante par vibration par exemple, permette de rétablir l'indépendance mécanique de chaque caillou et donc de retravailler la géométrie de la voie par bourrage du ballast. A température ambiante (20°C), la contrainte de traction requise pour séparer deux cailloux du ballast ainsi collés, est comprise entre 50 g/cm2 et 2000 g/cm2 à 30 minutes, ce qui est largement suffisant pour ne pas gêner les opérations de bourrage.
Il a aussi été constaté grâce aux essais que l'émulsion de bitume offrait des résultats particulièrement bons lorsqu'elle avait une viscosité comprise entre 0,5° et 15° Engler.
L'invention a également pour objet un procédé mettant en œuvre un complexe de stabilisation pour obtenir une structure telle qu'elle vient d'être décrite. Ce procédé comprend une étape consistant à former une sorte de filet de recouvrement des éléments minéraux des couches supérieures de la structure à stabiliser.
Pour former ce filet, on épand un film d'un liant bitumineux et, en général, des fibres. Le liant s'écoulant partiellement par les interstices entre les éléments de la structure, il en résulte une répartition aléatoire de plots de liants qui assurent les liens entre les éléments, selon le cas avec des fibres longues ou des fibres courtes.
Lorsqu'on utilise un complexe de stabilisation contenant des fibres, le procédé peut être mis en œuvre selon différentes variantes, par exemple comme suit :
- l'épandage du film de liant est effectué avant l'épandage des fibres,
- l'épandage du film de liant est effectué après l'épandage des fibres,
- l'épandage du liant et l'épandage des fibres sont effectués simultanément, de manière que le liant soit mélangé avec les fibres ; le mélange peut être fait juste avant l'introduction du liant et des fibres dans un applicateur d'épandage. Ainsi, à titre d'exemple sur la base de ces variantes, le procédé peut consister soit :
- à épandre un film d'une émulsion de bitume pur ou modifié dosée entre 1500 et 1800 g/m2 et à le recouvrir ensuite par des fibres dosées entre 50 et 600 g/m2 ; - à épandre un lit de fibres dosées entre 50 et 600 g/m2 et à le recouvrir ensuite par un film d'une émulsion de bitume pur ou modifié dosée entre 1500 et 1800 g/m2 ;
- à épandre d'abord une première couche de fibres dosées entre 50 et 600 g/m2, à la recouvrir d'un film d'un liant anhydre dosé entre 800 et 1200 g/m2, et à épandre une deuxième couche de fibres.
Selon un premier exemple de mise en oeuvre du procédé, des fibres de grande longueur 51 sont coupées in situ par l'intermédiaire d'un coupeur de fibres de type « chopper » constitué d'un cylindre tournant muni de lames hâcheuses périphériques, alimenté par une trémie de chargement, un tel coupeur étant associé à un épandeur de bitume 4 disposé en amont ou en aval dudit coupeur, sur un même train roulant.
Selon un second exemple de mise en œuvre du procédé, des fibres prédécoupées sont amenées sur le chantier pour être mises en œuvre antérieurement ou postérieurement à l'épandage du bitume 4, par projection avec un pistolet actionné manuellement ou mécaniquement.
La structure stabilisée selon l'invention peut être mise en œuvre par le procédé décrit ci-avant dans les limites indiquées plus haut et en choisissant, par exemple, une mise en œuvre avec les paramètres suivants :
- épandage de fibres de verre à raison de 50 g/m2 de 130 mm de longueur et de 13 μm de diamètre (fibres ISOVER ST GOBAIN) recouvertes par 1 ,5 kg/m2 d'émuision à base de bitume 70/100 modifié par addition de styrène (SBS)
- épandage de fibres de verre à raison de 143 g/m2 de 25 mm de longueur et de 13 μm de diamètre (fibres ISOVER ST GOBAIN) recouvertes par 1 ,5 kg/m2 d'émuision à base de bitume 70/100 modifié par addition de styrène (SBS)
- épandage de fibres de verre à raison de 573 g/m2 de 25 mm de longueur et de 13 μm de diamètre (fibres ISOVER ST GOBAIN) recouvertes par 1 ,5 kg/m2 d'émuision à base de bitume 70/100 modifié par addition de styrène (SBS) - épandage de fibres de verre à raison de 150 g/m2 de
130 mm de longueur et de 13 μm de diamètre (fibres ISOVER ST GOBAIN) recouvertes par 1 ,8 kg/m2 d'émuision à base de bitume 70/100 modifié par addition de styrène (SBS)
En ce qui concerne les conditions de mise en œuvre, le procédé peut être réalisé dans la plage de températures allant de + 5°C à + 40°C. Le traitement peut être effectué sur un ballast humide en utilisant un liant d'émuision de bitume. L'efficacité du procédé est obtenue quelles que soient les conditions climatiques après mise en œuvre dans un délai maximal de 24 heures. L'invention a été présentée comme concernant une structure stabilisée comportant des éléments minéraux, séparés individuels, comprenant un complexe de stabilisation constitué par un complexe rapporté qui recouvre partiellement les éléments minéraux de surface de cette structure et qui comprend un liant et des fibres. Cependant, le but de l'invention peut également être atteint par un complexe de stabilisation constitué par un liant seul ou, pour le moins, par un complexe de stabilisation rapporté ne comportant pas de fibres. Ce principe est représenté de manière schématique sur la Figure 4. Sur cette Figure, on voit que les éléments des couches supérieures de la structure à stabiliser sont « collés » l'un à l'autre par des plots de liant.
Cette alternative de réalisation aboutit à des résultats proches de ceux du deuxième mode de réalisation de l'invention décrit plus haut dans lequel les fibres utilisées sont courtes et servent essentiellement à arrêter l'écoulement du liant lors de son épandage, avant que celui-ci se solidifie et forme les liens entre les éléments de la structure. Le fait de renoncer aux fibres implique un choix particulier de la viscosité du liant.
Par ailleurs, ainsi qu'on l'a indiqué précédemment, la description illustrative détaillée est relative à la stabilisation d'une structure de type ballast de chemin de fer. Il doit être bien entendu, cependant, que l'invention n'est pas limitée à une telle application et qu'elle peut être utilisée pour stabiliser n'importe quelle structure pierreuse comprenant des éléments pierreux. L'homme du métier peut, par des essais de routine et en utilisant les enseignements de la présente description, déterminer dans chaque cas, selon la nature et les dimensions de la structure à stabiliser, les caractéristiques correspondantes du liant et des fibres.
Ainsi, dans une application routière, on cherche à stabiliser les éléments de la structure et l'on n'a pas besoin de prévenir le problème d'aspiration de petits éléments inhérente à l'application ferroviaire. Dans l'application routière, la réalisation d'une structure stabilisée sert à permettre la circulation des camions de chantier qui réalisent la couche de surface d'une route. La mise en œuvre d'une structure stabilisée selon l'invention est particulièrement avantageuse, dans le domaine des applications routières, dans le cas des chaussées à structure réservoir. Une telle application est représentée sur la Figure 5.
Une chaussée à structure réservoir comprend, outre le sol support 1 1 sur lequel elle est réalisée, une couche de forme 12, une couche de fondation 13, une couche de base 14 et une couche de surface 15. Le sol de support 11 , la couche de forme, la couche de fondation et la couche de base sont séparées l'une de l'autre par des interfaces 16, 17 et 18 réalisées par un géotextile ou une géomembrane. Le complexe de stabilisation 3 est appliqué sur les couches supérieures d'éléments minéraux de la couche de base 14. La Figure 5 représente ce complexe selon le mode de réalisation représenté sur et décrit en référence à la Figure 3. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la structure stabilisée peut être mise en œuvre dans le domaine de l'application routière en utilisant des microfibres de saupoudrage. Ces microfibres sont uniquement en matière organique et appliquées, soit avec des pistolets, soit avec une rampe. Leur principal effet consiste à éviter à tout objet ou véhicule entrant en contact avec le complexe de stabilisation fraîchement déposé, de coller.
Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières, et n'en limitent aucunement la portée.

Claims

REVENDICATIONS 1 . Structure stabilisée comportant des éléments minéraux (2) séparés individ uels et un complexe de stabilisation (3) comprenant un liant (4) recouvrant partiellement les éléments minéraux (2) de surface, pour assurer une liaison entre eux et leur immobilisation les uns par rapport aux autres , sans altérer leur capacité de d rainage et de percolation, caractérisée en ce que le complexe de stabilisation (3) comprend des fibres (5, 51 , 52) .
2. Structure selon la revend ication 1 , caractérisée en ce le liant (4) consiste en une émulsion de bitume pur, une émulsion de bitume modifiée ou un liant anhydre.
3. Structure selon la revend ication 1 ou 2, caractérisée en ce q ue les fibres (51 ) ont une longueur ( c ) au moins égale à la distance séparant deux éléments minéraux (2) successifs et sont réparties de manière aléatoire.
4. Structure selon l'une des revend ications 1 à 3, caractérisée en ce q ue le complexe de stabilisation (3) est constitué par une émulsion de bitume pur ou modifié (4) dont la dosage est compris entre 1500 et 1 800 g/m2, le dosage des fibres (5) étant compris entre 50 et 600 g/m2) .
5. Structu re selon l'une des revend ications 1 à 3, caractérisé en ce q ue le complexe de stabilisation (3) est constitué par un lia nt anhyd re (4) dont le dosage est compris entre 80 et 1200 g/m2, le dosage des fibres (5) étant compris entre 50 et 600 g/m2.
6. Structure selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce q ue les fibres (51 ) ont une longueu r ( comprise entre 1 0 et 200 mm.
7. Structu re selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le liant (4) a une viscosité comprise entre 0 , 5° et 1 5° Eng ler.
8. Procédé pou r obtenir une structure selon l'une des revend ications 1 à 7 , caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à former un filet de recouvrement partiel des éléments minéraux des couches supérieures de ladite structure, et en ce qu'on utilise un complexe de stabilisation contenant des fibres.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on utilise un complexe de stabilisation contenant des fibres et en ce qu'il comprend une étape consistant à épandre un film de liant (4) avant l'épandage de fibres.
10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à épandre un film de liant (4) après l'épandage de fibres.
11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le liant (4) est dosé entre 800 et 1200 g/m2 pour une émulsion de bitume et entre 500 et 800 g/m2 pour un liant anhydre, et en ce que les fibres (5) sont dosées entre 50 et 600 g/m2.
12. Procédé selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que les fibres (5) sont coupées in situ par l'intermédiaire d'un coupeur de fibres de type « chopper », alimenté par une trémie de chargement, un tel coupeur étant associé à un epandeur de liant (4) disposé en amont ou en aval dudit coupeur, sur un même train roulant.
13. Procédé selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que les fibres (5) sont coupées hors site et amenées sur le chantier pour être épandues par projection par l'intermédiaire d'un pistolet actionné manuellement ou mécaniquement.
PCT/FR1998/002261 1997-10-23 1998-10-22 Structure stabilisee, notamment de type ballast et procede de stabilisation d'une telle structure WO1999022070A1 (fr)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA002307133A CA2307133A1 (fr) 1997-10-23 1998-10-22 Structure stabilisee, notamment de type ballast et procede de stabilisation d'une telle structure
KR1020007004373A KR20010031365A (ko) 1997-10-23 1998-10-22 안정화된 구조물, 특히 밸러스트형에서의 안정화된 구조물및 이의 안정화 방법
DE1998621254 DE69821254T2 (de) 1997-10-23 1998-10-22 Stabilisiertes gefüge, insbesondere vom typ ballast, und verfahren zur stabilisierung eines solchen gefüges
EP98950178A EP1025312B1 (fr) 1997-10-23 1998-10-22 Structure stabilisee, notamment de type ballast et procede de stabilisation d'une telle structure
AT98950178T ATE258253T1 (de) 1997-10-23 1998-10-22 Stabilisiertes gefüge, insbesondere vom typ ballast, und verfahren zur stabilisierung eines solchen gefüges
JP2000518151A JP2001521081A (ja) 1997-10-23 1998-10-22 特に道床バラストタイプの安定処理構造物及び前記構造物の安定化方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9713311A FR2770235A1 (fr) 1997-10-23 1997-10-23 Structure stabilisee, notamment de type ballast, et procede de stabilisation d'une telle structure
FR97/13311 1997-10-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1999022070A1 true WO1999022070A1 (fr) 1999-05-06

Family

ID=9512576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR1998/002261 WO1999022070A1 (fr) 1997-10-23 1998-10-22 Structure stabilisee, notamment de type ballast et procede de stabilisation d'une telle structure

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP1025312B1 (fr)
JP (1) JP2001521081A (fr)
KR (1) KR20010031365A (fr)
AT (1) ATE258253T1 (fr)
CA (1) CA2307133A1 (fr)
DE (1) DE69821254T2 (fr)
ES (1) ES2167289T3 (fr)
FR (1) FR2770235A1 (fr)
WO (1) WO1999022070A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101468245B1 (ko) * 2007-04-24 2014-12-03 헤네케 게엠베하 밸러스트 베드의 발포 방법 및 장치

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2536584B1 (es) * 2013-10-23 2016-03-01 Universitat Politècnica De Catalunya Balasto desagregado con durabilidad y resistencia a la fragmentación mejoradas y procedimiento de obtención del mismo
FR3064650B1 (fr) * 2017-03-28 2022-03-11 Fabrice Ferstler Procede et dispositif pour realiser un tapis de protection pour une voie ferree
FR3119401B1 (fr) * 2017-03-28 2024-01-12 Fabrice Ferstler Procédé et dispositif pour réaliser un tapis de protection pour une piste de contrôle longeant une voie ferrée

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2083186A5 (fr) * 1971-12-23 1971-12-10 Phillips Petroleum Co
DE2063727A1 (de) * 1970-12-24 1972-08-24 Michelfelder, Gerhard, 8000 München Verfahren zur Stabilisierung eines Schotterbettes
WO1980001179A1 (fr) * 1978-12-06 1980-06-12 Kibag Ag Procede pour la fabrication d'un revetement bitumineux, revetement et melange a chauffer pour la mise en oeuvre du procede
EP0058290A1 (fr) * 1980-12-19 1982-08-25 Rockwool Aktiebolaget Composition d'une masse de revêtement routier
EP0360695A1 (fr) * 1988-09-23 1990-03-28 Screg Routes Et Travaux Publics Procédé de fabrication in situ d'une membrane routière armée de fibres obtenues par découpage de fils
EP0424552A1 (fr) * 1988-06-29 1991-05-02 Karl Reinhard Zeiss Procédé pour la consolidation du ballast et d'autres constructions en matériaux en vrac
WO1991008056A1 (fr) * 1989-12-02 1991-06-13 Koch Marmorit Gmbh Procede et dispositif d'application de resines a composants multiples et leurs utilisations
EP0545137A1 (fr) * 1991-11-19 1993-06-09 Deutsche Asphalt GmbH Procédé pour la consolidation de corps d'ouvrage obtenu de matériau en vrac
WO1993022502A1 (fr) * 1992-05-07 1993-11-11 Koch Marmorit Gmbh Procede de consolidation provisoire d'un lit de ballast
DE9116773U1 (de) * 1990-07-16 1993-11-18 Werner Zapf Kg, 95448 Bayreuth Wasserdurchlässiges Flächenbefestigungselement und dessen Anwendung

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2063727A1 (de) * 1970-12-24 1972-08-24 Michelfelder, Gerhard, 8000 München Verfahren zur Stabilisierung eines Schotterbettes
FR2083186A5 (fr) * 1971-12-23 1971-12-10 Phillips Petroleum Co
WO1980001179A1 (fr) * 1978-12-06 1980-06-12 Kibag Ag Procede pour la fabrication d'un revetement bitumineux, revetement et melange a chauffer pour la mise en oeuvre du procede
EP0058290A1 (fr) * 1980-12-19 1982-08-25 Rockwool Aktiebolaget Composition d'une masse de revêtement routier
EP0424552A1 (fr) * 1988-06-29 1991-05-02 Karl Reinhard Zeiss Procédé pour la consolidation du ballast et d'autres constructions en matériaux en vrac
EP0360695A1 (fr) * 1988-09-23 1990-03-28 Screg Routes Et Travaux Publics Procédé de fabrication in situ d'une membrane routière armée de fibres obtenues par découpage de fils
WO1991008056A1 (fr) * 1989-12-02 1991-06-13 Koch Marmorit Gmbh Procede et dispositif d'application de resines a composants multiples et leurs utilisations
DE9116773U1 (de) * 1990-07-16 1993-11-18 Werner Zapf Kg, 95448 Bayreuth Wasserdurchlässiges Flächenbefestigungselement und dessen Anwendung
EP0545137A1 (fr) * 1991-11-19 1993-06-09 Deutsche Asphalt GmbH Procédé pour la consolidation de corps d'ouvrage obtenu de matériau en vrac
WO1993022502A1 (fr) * 1992-05-07 1993-11-11 Koch Marmorit Gmbh Procede de consolidation provisoire d'un lit de ballast

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101468245B1 (ko) * 2007-04-24 2014-12-03 헤네케 게엠베하 밸러스트 베드의 발포 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001521081A (ja) 2001-11-06
DE69821254D1 (de) 2004-02-26
KR20010031365A (ko) 2001-04-16
DE69821254T2 (de) 2004-11-18
ES2167289T3 (es) 2004-07-16
EP1025312A1 (fr) 2000-08-09
CA2307133A1 (fr) 1999-05-06
EP1025312B1 (fr) 2004-01-21
ATE258253T1 (de) 2004-02-15
FR2770235A1 (fr) 1999-04-30
ES2167289T1 (es) 2002-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2201095C (fr) Nouvelle structure de chaussee, realisee a partir de materiaux rigides
FR2601705A1 (fr) Surfaces utilisables par tous temps
BE1016355A3 (fr)
EP1025312B1 (fr) Structure stabilisee, notamment de type ballast et procede de stabilisation d&#39;une telle structure
CN205653671U (zh) 一种海绵型城市透水沥青路面
AU2025202361A1 (en) Paving device
EP0017548A1 (fr) Matériau de construction, son application pour remblai, revêtement, ou massif de fondation sur un sol meuble; procédé et installation de fabrication de ce matériau
WO2020260218A1 (fr) Renfort de revetement routier de type enduit superficiel a froid et procede de fabrication de revetement routier utilisant un tel renfort
WO1999010601A1 (fr) Armature de renforcement de structures routieres, notamment en bitume
FR2960568A1 (fr) Moule de coffrage et procede pour la realisation de dallage en beton alveole.
FR2877956A1 (fr) Structure en couches, notamment pour aire de jeux pour enfants, presentant des proprietes ameliorees d&#39;amortissement des chutes
WO1999053143A1 (fr) Structure rigide de renforcement et de solidarisation verticale de structures de roulement comme autoroutes ou ponts presentant des joints ou fissures
EP1319752B1 (fr) Procédés de réalisation d&#39;un dallage de voirie
FR3012824A1 (fr) Dispositif de sol equestre comprenant des moyens de retention et/ou d&#39;amortissement
FR3108638A1 (fr) Procédé de réalisation d’un dallage de voirie.
EP2907920B1 (fr) Procédé et dispositif de nettoyage et compactage d&#39;un lit de ballast d&#39;une voie ferrée
OA20448A (fr) Renfort de revêtement routier de type enduit superficiel à froid et procédé de fabrication de revêtement routier utilisant un tel renfort
EP1069241A1 (fr) Procédé de réalisation d&#39;un sol et revêtement de sol
FR2608184A1 (fr) Element de soutenement comportant une couche alveolaire et procedes de realisation de chaussee provisoire mettant en oeuvre ledit element de soutenement
FR3064209A1 (fr) Revetement adapte pour etre applique sur un sol
FR2995326A3 (fr) Surface artificielle adaptee a la realisation de pistes hippiques
WO2000047820A1 (fr) Couche de roulement bitumineuse drainante
FR3119401A1 (fr) Procédé et dispositif pour réaliser un tapis de protection pour une piste de contrôle longeant une voie ferrée
FR3039175A1 (fr) Materiau de construction composite renforce
BE487627A (fr)

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CA JP KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1998950178

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2307133

Country of ref document: CA

Ref country code: CA

Ref document number: 2307133

Kind code of ref document: A

Format of ref document f/p: F

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020007004373

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09509819

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1998950178

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020007004373

Country of ref document: KR

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1020007004373

Country of ref document: KR

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1998950178

Country of ref document: EP