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"Procédé et dispositif pour la formation de joints dans les routes en béton ".
C'est un fait connu que les revêtements de routes en béton se crevassent en de nombreux endroits sous l'action des changements de température et deviennent alors inétaux/et se détériorent ainsi rapidement. C'est pourquoi on a l'habitude de constituer la chaussée par un certain nombre de plaques formées en pratiquant dans le béton des jointe longitudinaux et des joints transversaux que l'on remplit d'une matière qui, grâce à sa résistance moindre, permet la dilatation et la contraction des plaques.
Ce procédé présente, dans son application actuelle) des défauts considérables et sa mise en pratique exige l'intervention d'une main-d'oeuvre d'une force motrice et d'un temps
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considérables. On procède par exemple comme suit : on introduit dans la masse encore plastique du revêtement une bande de tôle mince et plane, à l'aide d'un poinçon du genre d'un couteau, pièce dénommée couteau forme-joint;à l'endroit où le couteau forme-joint repose,on recourbe la bande de tôle en forme d'U de manière qutàprès le refoulement complet de la bande de tôle, les ailes de celle-ci sectionnent les parois du joint jusqutà la prise du béton; on retire ensuite le couteau du joint.
On a eu ensuite recours au procédé qui consiste à former les joints dans le béton déjà en prise, à l'aide d'une soie circulaire.
Dans un autre procédé encore, on fait passer le couteau formejoint à la façon d'un soc de charrue dans la matière encore humide et en même temps, on verse dans les joints en train de se former, de la poix liquide destinée à soutenir les parois des joints et à empêcher leur écroulement.
On comprendra facilement qu'il faut faire intervenir beauooup de force motrio@ pour travailler du béton en train de faire prise et que, de plus ,ce travail est lent ; en outre, quand on opère sur de la matière humide, il se forme sur les bords des joints et dans le voisinage de ceux-ci, des inégalités qui manifestent leur présence de façon désagréable lors du passage sur la route; ensuite le béton, après la prise, ne possède plus qu'une résistance peu élevée dans la paroi du joint et aur les borde des plaquos constitutives, car,par suite du processus du travail, il s'est produit en cet endroit, jusqu'à un certain point, une séparation des composants du mélange, notamment des grains et du lait de aiment.
Conformément à l'invention, on réussit à supprimer d'une façon extrêmement simple, les difficultés ci-dessus. On a recours à cette fin à l'emploi d'un couteau forme-jointe qui vibre dans un sens essentiellement vertical; ce couteau repousse le béton humide, par de très petits chocs qui se succèdent à une cadence rapide, vers le bas et de coté; le couteau pénètre de la
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sorte insensiblement à la profondeur requise dans la matière.
On réussit ainsi à repousser ou à faire disparaître la matière se trouvant dans la section du joint à former, sans faire sortir de sa position de repos, gonfler ou déplacer la matière se trouvant dans le voisinage ou sur le bord de la plaque constitutive qui se forme; en effet, le frottement est fortement réduit ou pratiquement supprimé,, dans la matière en vibration. La matière repous@e pénètre ainsi tout-à fait insensiblement dans la paroi du joint qui se forme; elle rend celle-oi plus compacte et empêche qu'il ne se produise une séparation ou une disso- aiation des constituants du béton.
Pour expliquer l'invention, on se sert dans le présent mémoire descriptif d'un exemple de réalisation d'une maohine servant à la mise en pratique du procédé et que l'on a représenté par le dessin oi-joint.
La fig.l est une vue schématique de côté dans le sens longitudinal d'un revêtement ou tablier de route en béton désigné par B et qui se trouve encore à l'état humide (plastique) ; la figure 2 est une vue de front de la machine seule, les diverses parties étant représentées en coupe; la figure 3 est la vue en plan correspondante tandis que la fig.4 montre une variante du couteau forme-joints.
Le couteau forme-joints se compose, par exemple, d'une tôle d'acier 2 qui, en vue de consolidation, présente un renforoement 3 à son extrémité supérieure et qui est délimitée par des cornières 4. Un moteur 5 imprime un mouvement vibratoire au couteau; sur son arbre 6 sont montées deux roues à chaînes supérieures 7 et deux roues à chaînes inférieures 8 font pendant à celles-ci. Une colonne creuse 9 sert de support au moteur et aux roues à chaînes inférieures; ce support peut monter et descendre dans une bague guideuse ouverte 10 ; cette dernière
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est portée par une plaque 11 qui réunit les parties latérales
12 d'un chariot.
Le chariot se déplace sur des rails en ? 14 par l'intermédiaire de ses roues 13 ; les rails font partie d'un bâti de machine 15, dont les roues 16 prennent assise sur les rails de roulement 17 reposant,de part et d'autre de la plaque de béton B, sur le sol.
La manoeuvre de la colonne creuse 9 et du couteau/qu'elle porte de fait à l'aide d'une fourche porteuse 18 dont l'axe
19 est logé sur le chariot 11 , tandis qu'une manette de lon- gueur suffisante 20 permet de commander l'ensemble du dispo- sitif qui peut monter et descendre. L'assemblage du couteau
2 avec l'arbre 8' des poulies de commande 8 se fait à l'aide d'un excentrique 21 sur le tourillon duquel est montée une ar- ticulation 22 en relation par un tourillon 23 et des oeils de palier 24 avec le couteau. Le guidage du couteau se fait à l'ai- de d'une traverse 25)en forme de T,fixée sur la colonne creuse
9 et dont l'extrémité extérieure s'engage dans des glissoires
26 fixées sur le bord supérieur 3,4 du couteau.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant : lorsque la manette est abaissée et que par conséquent le couteau 2 est
B entièrement débarrassé de la couche de béton humide/, on met le moteur en marche. Le couteau 2 effectue alors, du fait de la faible excentricité de l'excentrique 21, de petits mouve- ments ou mouvements vibratoires. Lorsque l'arête inférieure du couteau 2 vient se poser sur la couche B, il se produit une transmission à la matière de ces coups légers et à faible course et la matière est ainsi repoussée vers le bas et de côté sans que, pour le surplus, la matière @@ trouvant dans son voisinage soit notablement influencée ou entraînée dans le mouvement.
La manette 20 accomplit un mouvement très lent vers le haut,de sorte qu'en même temps le couteau 2 peut s'enfoncer insensiblement, à la profondeur prescrite, dans la couche B.
On fait alors remonter le couteau et en faisant avancer le
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chariot 11, 12, on recommence l'opération dans le prolongement du joint formé, à l'endroit voulu de la couche B.
Le dispositif qui vient d'être décrit peut encore, pour le surplus, être conçu de diverses autres manières dans les détails. C'est ainsi que le couteau 2 peut avoir une section légèrement conique, la pointe du cône dirigée vers le bas. Le couteau peut aussi, au lieu d'être en acier, être par exemple en carton épais et résistant, imprégné d'une matière appropriée en vue de lui permettre de résister à l'action de l'humidité; porter un revêtement métallique approprié sur son arête inférieure et après pénétration complète dans le joint rester dans ce dernier en qualité de matière de charge au lieu de poix ou autre matière. Il va de soi aussi que le joint peut être formé tout d'abord à l'aide d'un couteau en acier et que l'on y laisse ensuite le carton comme matière de charge.
Le couteau 2 peut porter des pattes latérales 2', fixées dessus ou formant bloc avec lui; ces pattes sont destinées à exercer sur le béton en fin de course du couteau une action de compression. Lors de sa vibration, le couteau 2 ne peut se dépla- cer que verticalement ou effectuer uniquement un petit mouvement circulaire ou ellipsoïdal, de manière que ses composants d'oscillation se trouvent en direction verticale et horizontale.
Ceci est parfaitement conforme 'au principe de la commande vibratoire. Au lieu d'un mouvement à course limitée, on peut aussi, conformément à la fig. 2,faire appel à un mouvement à puissance limitée du couteau 2. Dans ce cas, les poulies de commande 8 sont montées directement sur le tourillon 23, qui porte un contrepoids excentrique ,tandis que les extrémités du couteau et de la traverse 25 sont réunies par des ressorts 30. On peut aussi se servir d'une disposition consistant à monter la bague de guidage 10 à rotation sur la plaque porteuse ll, formant ainsi une espèce de plaque tournante, en vue de former des joints inclinés.
Pour former des bords de joints aussi nets et aussi serrés
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que possible, on peut, conformént à l'invention, se servir d'un étui en tôle mince ou en toute autre matière appropriée qui enveloppe entièrement ou en partie le couteau 2. La figure 4 montre schématiquement cette conception; le couteau forme-joints 2,qui constitue la masse vibrante lourde proprement dite, est abrité dans un étui en t@le mince 27 portant des brides ou re- bords 28 à sa partie supérieure. Les parties 2 et 27 vibrent en- semble et s'introduisent ainsi dans la matière béton B.
Vers la fin de la course de pénétration, les rebords 28 entrent égale- ment en action et agissent sur les bords du joint pour les rendre plus serrés et les façonner ; onleur donne en 29 un arrondi correspondant au rayon de courbure, ce qui empêche mieux la dislocation du béton sous l'action des charges des véhicules que dans le cas d'emploi de joints à bords vifs. Pour empêcher de façon sure que le lait de ciment ne monte entre la paroi du joint et la paroi extérieure de la gane 27, lors de l'opération, il est recommandé de rendre inégale toute la surface extérieure ou tout au moins de la revêtir d'une matière à surface non unie.
L'étui peut rester dans le joint et on le remplit alors de matière bitumineuse, de carton ou matière analogue ou bien en- oore on peut l'enlever et l'on procède ensuite au remplissage du joint. Dans tous les cas, l'étui sert à soutenir le béton dans la paroi qui n'est pas encore ferme. Des ressorts 31 peuvent également pousser l'étui légèrement vers le haut.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour la formation de joints dans les revêtements de routes en béton, caractérisé par le fait que l'on imprime à un u couteau forme-joints constituant une masse lode, un mouvement de vibration et qu'on le fait agir dans cet état sur la surface du béton encore humide, après quoi, en faisant descendre insen- siblement le couteau en vibration dans le béton, On l'introduit dans celui-ci à la profondeur requise pour la formation du joint.
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"Method and device for forming joints in concrete roads".
It is a known fact that concrete road surfaces crack in many places under the action of temperature changes and thus become etal and thus deteriorate rapidly. This is why it is customary to constitute the roadway with a certain number of plates formed by making longitudinal joints in the concrete and transverse joints which are filled with a material which, thanks to its lower resistance, allows the expansion and contraction of the plates.
This process has, in its current application) considerable shortcomings and its implementation requires the intervention of a labor force of a driving force and time
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considerable. One proceeds for example as follows: one introduces in the still plastic mass of the coating a strip of thin and flat sheet metal, using a punch of the type of a knife, part called knife form-joint; in place where the form-joint knife rests, the strip of sheet metal is bent in the form of a U so that, after the complete push-back of the strip of sheet metal, its wings cut through the walls of the joint until the concrete sets; the knife is then removed from the seal.
Then resort was made to the process of forming the joints in the already set concrete, using a circular tang.
In yet another process, the joint-shaped knife is passed in the manner of a ploughshare through the still wet material and at the same time, liquid pitch is poured into the joints being formed, intended to support the joints. the walls of the joints and to prevent their collapse.
It will be easily understood that it is necessary to bring in a lot of motrio force to work with concrete in the process of setting and that, moreover, this work is slow; in addition, when operating on wet material, it forms on the edges of the joints and in the vicinity of these, inequalities which manifest their presence in an unpleasant way when passing on the road; then the concrete, after setting, has only a low resistance in the wall of the joint and will have the edges of the constituent plates, because, as a result of the working process, it has occurred in this place, until at some point, a separation of the components of the mixture, especially the grains and milk of love.
In accordance with the invention, it is possible to eliminate the above difficulties in an extremely simple manner. To this end, use is made of a form-joint knife which vibrates in an essentially vertical direction; this knife pushes back the wet concrete, by very small shocks which follow one another at a rapid rate, down and sideways; the knife penetrates
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imperceptibly to the required depth in matter.
It is thus possible to push back or remove the material located in the section of the seal to be formed, without causing it to come out of its rest position, swell or move the material in the vicinity or on the edge of the constituent plate which is form; in fact, friction is greatly reduced or practically eliminated, in the vibrating material. The repus @ e material thus penetrates completely imperceptibly into the wall of the seal which forms; it makes it more compact and prevents a separation or dissociation of the constituents of the concrete from taking place.
To explain the invention, use is made in the present description of an exemplary embodiment of a machine used for the practice of the process and which is represented by the accompanying drawing.
Fig.l is a schematic side view in the longitudinal direction of a concrete coating or road deck designated by B and which is still in the wet state (plastic); Figure 2 is a front view of the machine on its own, the various parts being shown in section; FIG. 3 is the corresponding plan view while FIG. 4 shows a variant of the form-joint knife.
The joint-forming knife consists, for example, of a steel sheet 2 which, for consolidation, has a reinforcement 3 at its upper end and which is delimited by angles 4. A motor 5 imparts a vibratory movement. with a knife; on its shaft 6 are mounted two upper chain wheels 7 and two lower chain wheels 8 are a counterpart to these. A hollow column 9 serves as a support for the engine and the lower chain wheels; this support can go up and down in an open guide ring 10; the latter
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is carried by a plate 11 which brings together the side parts
12 of a cart.
The carriage travels on rails in? 14 by means of its wheels 13; the rails form part of a machine frame 15, the wheels 16 of which sit on the running rails 17 resting, on either side of the concrete plate B, on the ground.
The maneuvering of the hollow column 9 and of the knife / which it carries in fact using a carrying fork 18 whose axis
19 is housed on the carriage 11, while a handle 20 of sufficient length makes it possible to control the whole of the device which can go up and down. Knife assembly
2 with the shaft 8 'of the control pulleys 8 is effected by means of an eccentric 21 on the journal of which is mounted an articulation 22 in relation by a journal 23 and bearing eyes 24 with the knife. The knife is guided by means of a T-shaped cross member 25), fixed to the hollow column
9 and the outer end of which engages in slides
26 fixed on the upper edge 3,4 of the knife.
The operation of the device is as follows: when the lever is lowered and therefore the knife 2 is
B completely free of the wet concrete layer /, the engine is started. The knife 2 then performs, due to the low eccentricity of the eccentric 21, small movements or vibratory movements. When the lower edge of the knife 2 comes to rest on the layer B, there is a transmission to the material of these light strokes and short stroke and the material is thus pushed down and sideways without, for the surplus , matter @@ in its vicinity is significantly influenced or drawn into motion.
The lever 20 performs a very slow upward movement, so that at the same time the knife 2 can sink insensibly, to the prescribed depth, into the layer B.
We then raise the knife and advance the
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carriage 11, 12, the operation is repeated in the extension of the joint formed, at the desired location of the layer B.
The device which has just been described can also, for the rest, be designed in various other ways in detail. Thus the knife 2 can have a slightly conical section, the tip of the cone directed downwards. The knife can also, instead of being made of steel, for example be made of thick and resistant cardboard, impregnated with a suitable material in order to enable it to resist the action of humidity; have a suitable metallic coating on its lower edge and after complete penetration into the joint remain in the latter as a filler material instead of pitch or other material. It also goes without saying that the joint can first be formed with the aid of a steel knife and that the cardboard is then left there as filler material.
The knife 2 can carry side legs 2 ', fixed above or forming a block with it; these tabs are intended to exert a compressive action on the concrete at the end of the travel of the knife. When vibrating, the knife 2 can only move vertically or perform only a small circular or ellipsoidal movement, so that its oscillation components are in vertical and horizontal direction.
This is perfectly in line with the principle of vibration control. Instead of a movement with limited stroke, it is also possible, according to FIG. 2, use a limited power movement of the knife 2. In this case, the control pulleys 8 are mounted directly on the journal 23, which carries an eccentric counterweight, while the ends of the knife and the cross member 25 are united by springs 30. It is also possible to make use of an arrangement consisting in mounting the guide ring 10 in rotation on the carrier plate 11, thus forming a kind of turntable, in order to form inclined joints.
To form joint edges that are as clean and as tight
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as possible, according to the invention, one can use a case made of thin sheet metal or any other suitable material which entirely or partially envelops the knife 2. FIG. 4 shows this design schematically; the form-joint knife 2, which constitutes the heavy vibrating mass proper, is housed in a thin sheet case 27 carrying flanges or rims 28 at its upper part. Parts 2 and 27 vibrate together and are thus introduced into the concrete material B.
Towards the end of the penetration stroke the flanges 28 also come into action and act on the edges of the joint to make them tighter and to shape them; onleur gives at 29 a rounding corresponding to the radius of curvature, which better prevents the dislocation of the concrete under the action of vehicle loads than in the case of use of joints with sharp edges. To safely prevent the cement milk from rising between the wall of the joint and the outer wall of the gane 27, during the operation, it is recommended to make the entire outer surface uneven or at least to coat it with 'a material with a non-uniform surface.
The case may remain in the seal and then be filled with bituminous material, cardboard or the like, or alternatively, it may be removed and the seal is then filled. In all cases, the case serves to support the concrete in the wall which is not yet firm. Springs 31 can also push the case slightly upwards.
CLAIMS
1. Process for the formation of joints in concrete road surfaces, characterized by the fact that a joint-forming knife constituting a lode mass is imprinted with a vibrating movement and that it is made to act in this state on the surface of the still wet concrete, after which, by making the vibrating knife descend insensibly into the concrete, it is introduced into the latter to the depth required for the formation of the joint.