EP3099860A1 - Bande de stabilisation renforcée pour ouvrages en remblai renforcé avec gaine fonctionnalisée - Google Patents

Bande de stabilisation renforcée pour ouvrages en remblai renforcé avec gaine fonctionnalisée

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EP3099860A1
EP3099860A1 EP14831041.0A EP14831041A EP3099860A1 EP 3099860 A1 EP3099860 A1 EP 3099860A1 EP 14831041 A EP14831041 A EP 14831041A EP 3099860 A1 EP3099860 A1 EP 3099860A1
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EP
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stabilizing
functionalized
reinforcing fibers
sheath
strip
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Kako NAIT-ALI
Nicolas Freitag
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Terre Armee Internationale
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Terre Armee Internationale
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    • E02D2300/0087—Geotextiles woven

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of soil reinforcement for the construction of retaining walls.
  • a stabilization band also called geoboard, reinforced and usable for reinforced soil or reinforced earth for the construction of retaining walls.
  • a reinforced embankment structure includes a fill, a siding and reinforcements connected or not to the facing.
  • Backfill is a mixture or assembly that may include at least one of sand, gravel, fine soil, crushed rock, recycled materials such as building demolition materials or civil engineering, industrial residues, binders such as lime or cement.
  • the facing ensures the aesthetics and stability of the structure vis-à-vis erosion by covering the front face of the retaining wall, that is to say the visible face. It is most often made from prefabricated elements juxtaposed concrete, slabs or blocks. It may also consist of metal welded mesh panels or gabions made with braided metal son.
  • the reinforcements may be made of various materials, such as metal (and more particularly galvanized steel) and synthetic materials. They are placed in the embankment with a density depending on the constraints that can be exerted on the structure, the thrust forces of the ground being taken up by the friction between the embankment and reinforcements.
  • the reinforcements are provided in the form of stabilizing strips having a length of about 3 m to 10 m, although shorter or longer strips may be employed.
  • the width of the strips is generally between 4 cm and 10 cm, although it is possible to use strips of width up to 10 cm or 25 cm or more.
  • the thickness varies, for example from about 1 mm to a few centimeters and is generally between 1 mm and 6 mm.
  • the stabilizing strip is capable of transmitting the forces along its entire length.
  • a solution known to those skilled in the art consists in using stabilization strips comprising a longitudinal sheath which interacts with the embankment by friction.
  • the stabilizing strips also comprise a reinforcement composed of a set of fibers arranged longitudinally, parallel to each other and embedded inside the sheath in its central part so as to reinforce the tensile strength.
  • the sheath is usually made of polyethylene, and the polyester fibers.
  • a solution known to those skilled in the art for increasing the frictional resistance between the strips and the backfill consists in providing the longitudinal sheath with a central portion comprising the reinforcing fibers and the projecting lateral portions so as to better interact with the grains constituting the embankment.
  • polyester fibers have the disadvantage of being sensitive to the surrounding alkalinity and can degrade when the stabilizing strips which contain them are used for example in basic soils. This is for example the case of fine soils treated with lime or hydraulic binders to improve their workability and / or stability.
  • the inventors have sought to produce stabilizing strips comprising a polyethylene sheath and a reinforcement composed of a set of polyvinyl alcohol fibers.
  • the present invention therefore seeks to overcome the disadvantages of the prior art described above.
  • the present invention seeks to allow the realization of stabilization strips that are not sensitive to their environment (and preferably can be used for different types of embankment) while having a high tensile strength and allowing the measurement their mechanical properties reliably.
  • the present invention provides a reinforced stabilization strip for reinforced embankment structures comprising long reinforcing fibers and a longitudinal sheath surrounding or enclosing the long reinforcing fibers, the sheath being at least partially made of a functionalized polymeric material comprising a functionalized polyolefin.
  • the functionalization of the polyolefin makes it possible to confer on the functionalized polymer material of the cladding functional groups with which the material of the reinforcing fibers can react, thus creating bonds between the reinforcing fibers and the sheath which prevent their separation by increasing the force of the reinforcing fibers. adhesion between the reinforcing fibers and the sheath.
  • the functionalized polyolefin advantageously comprises 0.01% to 45% functionalization.
  • the functionalized polymeric material may comprise a mixture of non-functionalized polymer and functionalized polyolefin.
  • the non-functionalized polymer is a non-functionalized polyolefin.
  • the non-functionalized polyolefin is a nonfunctionalized polyethylene, still preferably a non-functionalized linear low density polyethylene.
  • the functionalized polyolefin mass ratio: unfunctionalized polymer is between 1: 9 and 10: 0.
  • the functionalized polymeric material advantageously has a functionalization gradient with a maximum in contact with the reinforcing fibers and which decreases as one moves away from the reinforcing fibers.
  • the functionalized polyolefin is a polyolefin substituted with a chemical element having a functional group chosen from mono or di-carboxylic acid anhydrides or on which the chemical element has been grafted.
  • the chemical element is a maleic anhydride, phthalic anhydride or acrylic acid group.
  • the sheath may further include a non-functionalized area surrounding or enclosing the functionalized polymeric material.
  • This non-functionalized zone is a non-functionalized polymer, for example the same non-functionalized polymer of the mixture forming the functionalized polymeric material, or another.
  • the reinforcing fibers are advantageously made of a material chosen from polyvinyl alcohol, polyesters, silica glass, linear or aromatic polyamides and metals.
  • the reinforcing fibers may be in the form of wires, strands, or ropes; these yarns, strands or ropes that can be spun or braided.
  • the sheath may further comprise at least one longitudinal edge free of reinforcing fibers and having notches.
  • the stabilizing strip may have two longitudinal ends joined to each other thus taking the form of a loop.
  • the present invention also provides a stabilizing ply made at least in part with stabilizing strips as described above.
  • This stabilizing ply can be made in the form of a geogrid formed by a warp and a weft composed of stabilizing strips (1), the warp and weft being woven or superimposed on one another.
  • the stabilizing strips of the warp and the weft are linked at certain points of intersection by hot welding or bonding.
  • the present invention also proposes a reinforced embankment structure comprising: - embankment;
  • At least one stabilizing strip as described above, and / or at least one stabilization sheet also described above, said at least one stabilizing strip and / or said at least one stabilizing sheet being arranged substantially horizontally on one or more levels in the embankment.
  • This reinforced embankment structure may further comprise a cladding and connectors for connecting at least a portion of the stabilization strips and / or stabilizing tablecloths.
  • These connectors may also be formed by stabilizing strips, in particular those having a loop shape.
  • the present invention finally proposes a method of manufacturing a stabilizing strip as described above, said method comprising:
  • the method may further comprise drawing the reinforcing fibers, and shaping of the functionalized polymeric material may be effected by extruding the functionalized polymeric material around the reinforcing fibers.
  • the method may further include heating the nonfunctionalized polymer and stretching the reinforcing fibers;
  • shaping of the functionalized polymeric material is effected by coextruding the functionalized polymeric material around the reinforcing fibers and the non-functionalized polymer around the functionalized polymeric material forming the non-functionalized zone of the sheath surrounding or enclosing the functionalized polymeric material.
  • the stretching of the reinforcing fibers is advantageously carried out as the sheath is extruded.
  • FIG. 1 is a schematic illustration of a stabilizing strip according to the invention, the sheath is entirely of functionalized polymeric material;
  • FIG. 2 is a schematic illustration of a stabilizing strip according to the invention, the sheath of which comprises a non-functional zone surrounding or enclosing the functionalized polymeric material;
  • - Figure 3 is a schematic illustration of a stabilizing strip according to the invention, the sheath is entirely functionalized polymeric material and having notches;
  • FIG. 4 is a schematic illustration of a stabilizing strip according to the invention, the sheath of which comprises a non-functional zone surrounding or enclosing the functionalized polymeric material and having notches;
  • FIG. 5 is a schematic illustration of a stabilization ply comprising a stabilizing band and a superimposed stabilization band
  • FIG. 6 represents a schematic illustration of a stabilization ply comprising a stabilizing band and a woven stabilization band, this type of configuration corresponds to the definition of a reinforcing geogrid;
  • FIG. 7 represents a schematic illustration of a reinforced embankment structure that can be made with stabilizing strips of one of FIGS. 1 to 4, alternatively with sheets of FIG. 5 or 6;
  • FIG. 8 represents a flow diagram showing the different steps of the method of manufacturing a stabilizing strip according to the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic illustration of a cut stabilization strip for measuring the adhesive force between the reinforcing fibers and the sheath.
  • This stabilizing strip 1 comprises long reinforcing fibers 12 and a longitudinal sheath 11 surrounding or enclosing the long reinforcing fibers 12.
  • the sheath 11 is at least partially made of a functionalized polymeric material comprising a functionalized polyolefin (Po-f).
  • a polyolefin is a saturated aliphatic polymer, optionally substituted, and derived from the polymerization of an olefin (also called alkene).
  • the functionalized polyolefin may be chosen from functionalized polyethylenes, functionalized polypropylenes, or functionalized olefinic copolymers such as functionalized ethylene-vinyl acetate (EVA).
  • EVA functionalized ethylene-vinyl acetate
  • the functionalized polyethylenes and in particular the functionalized linear low density polyethylene will preferably be chosen.
  • the term "functionalization” will be understood to mean a modification of the polyolefin by substituting it with a chemical element comprising a functional group or unsaturation or by grafting the chemical element onto the polyolefin. Modification of the polyolefin may also lead to the creation of unsaturation in the polyolefin chain.
  • the functional group is itself capable of reacting with the material of the reinforcing fibers 12, by creating covalent bonds or hydrogen bonds therewith.
  • the functional group may be chosen from mono or di-carboxylic acid anhydrides.
  • the chemical element substituting a hydrogen atom in the carbon chain of the polyolefin may be: a maleic anhydride group, phthalic anhydride or an acrylic acid; the maleic anhydride group being the most commonly used.
  • the functionalization of the Po-f is between 0.01% by weight and 45% by weight. Above 45% by weight of functionalization, we will no longer speak of polyolefin.
  • the degree of functionalization is between 0.01% by weight and 30% by weight, preferably between 0.01% by weight and 15% by weight, more preferably between 0.01% by weight and 5% by weight. , still preferably between 0.1% by weight and 2% by weight.
  • the degree of functionalization of the Po-f should be understood as the ratio between the mass of functional groups reacted with the polyolefin and the total mass of functionalized polyolefin Po-f. It can also be calculated by the mass gain between the initial nonfunctionalized polyolefin (Po-nf) and the functionalized polyolefin Po-f. For example, if 10 g of maleic anhydride has reacted with a polyolefin and the total weight of Po-f is 100 g, then the degree of functionalization is 10% by weight.
  • the functionalized polymeric material may comprise 100% by weight of Po-f or a mixture of Po-f and non-functionalized polymer.
  • This non-functionalized polymer is a polymer compatible with the functionalized polyolefin, that is to say that their mixture is stable over time and no phase separation is observable. They are said to be completely miscible.
  • the non-functionalized polymer is preferably selected from non-functionalized polyethylenes (PE-nf), non-functionalized polypropylene (PP-nf), olefinic copolymers such as ethylene-vinyl acetate (EVA-nf).
  • the preferred non-functionalized polymer is linear low density polyethylene (LDPE-nf).
  • the mass ratio Po-f: nonfunctionalized polymer is between 1: 9 and 10: 0.
  • the weight ratio Po-f, preferably LLDPE-f: non-functionalized polymer, preferably LLDPE-nf, can be between 1: 4 and 1: 1.
  • the functionalized polymer material 111 can have a functionalization gradient with a maximum in contact with the reinforcing fibers 12 and which decreases as one moves away from the reinforcing fibers 12.
  • the gradient can be continuous or in steps .
  • the sheath 11 may further comprise a non-functionalized zone 112 surrounding or enclosing the functionalized polymer material 111.
  • the cost of the sheath 11 may be decreased because, in general, the non-functionalized polymer (or Po-nf) is less expensive than Po-f.
  • the polymer of the non-functionalized zone may be the same as that of the mixture leading to the functionalized or different polymer material, and chosen from those mentioned above for the mixture.
  • One or more channels 13 may be formed inside the sheath 11, the reinforcing fibers 12 being stretched inside these channels 13.
  • the increase in the number of channels 13 makes it possible to increase the contact area between the long reinforcing fibers 12 and the sheath 11, and consequently the interaction resistance between these two constituent elements.
  • the number of channels is between 5 and 20.
  • the reinforcing fibers 12 are made of any material to enhance the tensile strength of the stabilizing strip. They are advantageously made of a material chosen from polyvinyl alcohol (PVAL), polyesters, silica glass, linear or aromatic polyamides (also called aramids) and metals, or a mixture of these. If two or more materials are used, the reinforcing fibers in one of the given materials may be grouped together, or the composition in reinforcing fibers in each of the channels 13 different from that of another, but preferably the reinforcing fiber composition is the same in each of the channels 23.
  • PVAL polyvinyl alcohol
  • polyesters silica glass
  • linear or aromatic polyamides also called aramids
  • metals or a mixture of these. If two or more materials are used, the reinforcing fibers in one of the given materials may be grouped together, or the composition in reinforcing fibers in each of the channels 13 different from that of another, but preferably the reinforcing fiber composition is the same in
  • PVAL fibers are preferred.
  • these materials are not sensitive to the nature of the backfill (and especially to the soil pH used in the backfill composition).
  • the reinforcing fibers 12 are advantageously arranged in the sheath 11 parallel to the length thereof, and parallel to each other. They can be raw, that is to say not spun.
  • the reinforcing fibers 12 may also be present in the form of son parallel to each other.
  • a "thread" results from spinning the fibers. That is, the fibers are all oriented in the same direction and twisted together.
  • a yarn made of fibers is more tensile than all the fibers simply put next to each other, in fact, the spinning strengthens the mechanical properties of the fibers.
  • the reinforcing fibers 12 may also be present as strands or strings parallel to each other as described in EP2171160.
  • the spinning or braiding of several threads between them gives a "strand”.
  • the spinning or braiding of several strands between them gives a "rope”.
  • the appearance of their surface is not as smooth as that of the fibers or threads. Therefore, the strand or rope has a surface relief, that is to say that their surface has depressions and bulges.
  • the functionalized polymeric material surrounding or enclosing the reinforcing fibers 12 marries these depressions and bulges, thus making it possible to add a tensile strength that further increases the adhesion force between the reinforcing fibers 12 and the sheath 11.
  • the reinforcing fibers 12 may also be composed of a mixture comprising at least two elements among raw fibers, threads, strands and ropes.
  • the sheath 11 may comprise at least one longitudinal edge 113 high adhesion free of reinforcing fibers and having notches 114 (see Figures 3 and 4), as described in EP2247797.
  • the notches 114 of this longitudinal edge 113 high adhesion function to rub against the embankment of the reinforced embankment work to maintain the stabilizing band 1 in place.
  • the stabilizing strip 1 has a length of about 3 m to 10 m, although longer or shorter stabilizing strips 1 may also be provided.
  • the width of the stabilizing strip 1 is between 4 cm and 6 cm, although it is possible to manufacture strips of greater width of up to 10 cm or even 25 cm.
  • the thickness of the stabilizing strip 1 varies between 1 mm and a few centimeters, but preferably between 1 mm and 6 mm.
  • the stabilizing strip 1 may have two longitudinal ends joined to each other thus taking the form of a loop.
  • a stabilizing strip loop can be used as a connector for connecting the stabilization strips to the facings of the reinforced embankment structure.
  • the perimeter of the loop is between 40 cm and 80 cm.
  • stabilizing strips 1 may form at least a portion of a stabilizing ply 10, advantageously in the form of a geogrid formed by a chain comprising stabilizing strips and a frame also comprising stabilizing strips.
  • the warp and weft are superimposed ( Figure 5) or woven ( Figure 6).
  • some or all of the stabilizing strips 1a of the warp are fixed to the stabilizing strips 1t of the weft intersecting them at intersections 101.
  • this partial or total fixation of the stabilization strips 1a of the warp to the stabilizing strips 1 of the weft may be effected, but is not obligatory; indeed, weaving allows the maintenance of the warp with respect to the weft and vice versa.
  • the stabilization strips 1c of the chain are preferably arranged at 90 ° of the stabilization strips 1 of the weft, crossing these at right angles.
  • the invention is not limited to this orientation and any other relative orientation of the stabilization strips 1a of the chain with respect to the stabilizing strips 1 of the weft are possible, for example 60 ° and 45 °.
  • the fixing of the stabilizing strips of the warp and the stabilizing strips lt of the weft can be achieved by hot welding or bonding.
  • Known welding processes for polyolefin sheaths are hot air welding, mirror welding, hot wedge welding, ultrasonic welding, infrared welding.
  • the stabilization strip 1 described above is used in the construction of reinforced embankment structures 2 (FIG. 7).
  • Such reinforced embankment structure 2 comprises, in addition to stabilization strips 1, embankment 21.
  • the stabilization strips 1 are arranged horizontally in the embankment on one or more levels. Alternatively or additionally, these stabilizing strips 1 can form a stabilizing sheet 10 disposed horizontally in the embankment on one or more levels.
  • Embankment 21 generally comprises a mixture or an assembly that may comprise at least one of sand, gravel, fine soil, crushed rock, recycled materials such as materials derived from the demolition of buildings or civil engineering works, industrial residues, binders such as lime or cement.
  • such a reinforced embankment structure 2 also comprises a cladding 22 and connectors 23 for connecting at least a portion of the stabilizing strips 1 to the facing 22.
  • the cladding 22 can be made from prefabricated elements 221 and juxtaposed concrete , in the form of slabs or blocks. It may also consist of metal welded mesh panels or gabions made with braided metal son.
  • the stabilizing strips 1 can be used as they are, that is to say they are arranged individually during the construction of the reinforced embankment structure 2.
  • the stabilizing strips 1 are in the form of stabilization plies 10, a whole set of stabilizing strips 1 is arranged in one operation during the construction of the reinforced embankment 2.
  • the advantage is a saving of time for the installation of the stabilization strips 1 in relation to the individual installation.
  • Another advantage is the simplification of the laying because the gap between the stabilizing strips 1 is defined beforehand during the manufacture of the stabilizing ply 10.
  • the connectors 23 may be stabilizing strips 1, in particular in the form of loops made by winding and assembling. In this case, the adhesion between the wires and the sheath is essential to ensure the strength of the loop.
  • the method of manufacturing a stabilizing strip as described above comprises:
  • the activation temperature is the temperature at which the functional group is activated and depends on the nature of the chemical element functionalizing the polyolefin.
  • the activation temperature for maleic anhydride is 180 ° C.
  • the polymeric material functionalized with maleic anhydride is heated at about 180 ° C for a few seconds in an extruder or kneader.
  • the method advantageously comprises drawing the reinforcing fibers in a direction of stretching.
  • the shaping of the functionalized polymeric material is effected by extruding the functionalized polymeric material around the reinforcing fibers in the direction of the drawing direction.
  • This implementation is advantageously used for a uniform sheath, that is to say having no nonfunctional areas.
  • the shaping of the functionalized polymeric material is carried out so as to form a functionalized gradient in the polymeric material with a maximum in contact with the reinforcing fibers and which decreases as one goes further and further away. reinforcing fibers.
  • the process may comprise heating non-functionalized polymer, preferably PE-nf, more preferably still LDPE-nf.
  • the shaping of the functionalized polymeric material is carried out by coextruding the functionalized polymeric material around the reinforcing fibers and the non-functionalized polymer around the functionalized polymeric material to form the non-functionalized zone of the sheath surrounding or enclosing the polymeric material. functionalized.
  • the stretching of the reinforcing fibers can be carried out as the sheath is extruded, saving time and space for the manufacture of the stabilizing strip. Prior to stretching the reinforcing fibers, these may have been spun into yarns. The threads may have been spun or braided into strands and the strands may have been spun or braided into ropes.
  • the reinforcing fibers are already provided in the form of son, strands or ropes, possibly previously stretched.
  • the fibers provided in the form of yarns or strands may be spun or braided to give respectively strands or ropes.
  • the test presented below is carried out on stabilization strips comprising a sheath made of a functionalized polymeric material comprising a mixture of LLDPE-LLD and LLDPE-L in the proportions shown in Table 1.
  • the LLDPE-f exhibits a functionalization estimated at about 1% by weight with maleic anhydride elements.
  • An example of control is also done for comparison.
  • the sheath of this control example comprises 100% LLDPE-Nf.
  • the stabilizing strips 1 comprise a PVAL reinforcement in the form of strands present inside the sheath.
  • the PVAL reinforcing fibers are distributed in 5 channels 13 inside the sheath 11 and whose central channel 131 is 7 mm wide and 2 mm high.
  • the shape and constitution of the stabilization bands are identical for all the mass ratios PEBDL-f: PEBDL-nf tested and for the control example.
  • a cut is made on two opposite side edges of the stabilizing strip, leaving only the central channel 131 intact.
  • a transverse incision is made through the central channel 131 over the entire its width, thus cutting the strands in the central channel 131.
  • the stabilizing strip 1 is left intact on 10 cm (see Figure 9).
  • Each stabilizing strip 1 thus prepared is placed on a uniaxial traction bench.
  • the two ends of the band are fixed to the bench and traction is applied between the two ends so as to spread the two ends at a speed of 200 mm / min.
  • the force required for spacing at 200 mm / min is raised.

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Abstract

La présente invention concerne une bande de stabilisation (1) renforcée pour ouvrages en remblai renforcé, comprenant des fibres longues de renfort (12) et une gaine (11) longitudinale entourant ou renfermant les fibres longues de renfort (12), la gaine (11) étant au moins partiellement en une matière polymère fonctionnalisée (111) comprenant une polyoléfine fonctionnalisée. Elle concerne également un ouvrage en remblai renforcé (2) comprenant une telle bande de stabilisation (1) et un procédé pour sa fabrication.

Description

Bande de stabilisation renforcée pour ouvrages en remblai renforcé avec gaine fonctionnalisée
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne le domaine technique du renforcement de sol pour la construction de murs de soutènement. En particulier, elle concerne une bande de stabilisation, aussi appelée géobande, renforcée et utilisable pour des ouvrages en sol renforcé ou terre armée pour la construction de murs de soutènement.
État de la technique
Un ouvrage en remblai renforcé comprend un remblai, un parement et des renforcements connectés ou non au parement.
Le remblai est composé d'un mélange ou d'un assemblage pouvant comprendre au moins un matériau parmi du sable, du gravier, du sol fin, de roches concassées, des matériaux recyclés comme des matériaux issus de démolition de bâtiments ou d'ouvrages de génie civil, des résidus industriels, des liants comme la chaux ou le ciment.
Le parement assure l'esthétique et la stabilité de l'ouvrage vis-à-vis de l'érosion en recouvrant la face frontale du mur de soutènement, c'est-à-dire la face visible. Il est le plus souvent réalisé à partir d'éléments préfabriqués et juxtaposés en béton, en forme de dalles ou de blocs. Il peut aussi être constitué de panneaux en treillis soudé métallique ou de gabions réalisés avec des fils métalliques tressés.
Les renforcements peuvent être réalisés dans divers matériaux, tels que le métal (et plus particulièrement l'acier galvanisé) et les matériaux synthétiques. Ils sont mis en place dans le remblai avec une densité dépendant des contraintes pouvant s'exercer sur l'ouvrage, les efforts de poussée du terrain étant repris par le frottement entre le remblai et les renforcements.
Dans la grande majorité des cas, les renforcements sont fournis sous forme de bandes de stabilisation ayant une longueur d'environ 3 m à 10 m, bien que des bandes plus courtes ou plus longues puissent être employées. La largeur des bandes est généralement comprise entre 4 cm et 10 cm, bien qu'il soit possible d'utiliser des bandes de largeur allant jusqu'à 10 cm ou 25 cm, voire davantage. L'épaisseur varie, par exemple d'environ 1 mm à quelques centimètres et est généralement comprise entre 1 mm et 6 mm. Ces bandes de stabilisation transmettent les forces dans le remblai permettant ainsi de distribuer les efforts.
En particulier, il est nécessaire de transmettre les efforts entre une bande de stabilisation et le remblai dans lequel elle est placée. Par ailleurs, il est préférable que la bande de stabilisation soit capable de transmettre les efforts sur toute sa longueur.
Une solution connue de l'homme du métier consiste à utiliser des bandes de stabilisation comprenant une gaine longitudinale qui interagit avec le remblai par frottement. Les bandes de stabilisation comprennent également un renfort composé d'un ensemble de fibres disposées longitudinalement, parallèlement entre elles et noyées à l'intérieur de la gaine dans sa partie centrale de manière à renforcer la résistance à la traction. La gaine est généralement en polyéthylène, et les fibres en polyester. Quand cela est nécessaire, une solution connue de l'homme du métier pour accroître la résistance de frottement entre les bandes et le remblai consiste à munir la gaine longitudinale d'une partie centrale comprenant les fibres de renfort et de parties latérales faisant saillie afin de mieux interagir avec les grains constituant le remblai.
Les fibres en polyester présentent l'inconvénient d'être sensibles à l'alcalinité environnante et peuvent se dégrader lorsque les bandes de stabilisation qui les renferment sont utilisées par exemple dans des sols basiques. C'est par exemple le cas des sols fins traités avec de la chaux ou des liants hydrauliques permettant d'améliorer leur ouvrabilité et/ou leur stabilité.
Ainsi, il est intéressant de pouvoir utiliser d'autres types de fibres qui sont très peu sensibles à la nature du remblai ; par exemple des fibres de poly(alcool de vinyle).
Les inventeurs ont cherché à réaliser des bandes de stabilisation comprenant une gaine en polyéthylène et un renfort composé d'un ensemble de fibres en poly(alcool de vinyle).
Lors de certains essais d'adhérence entre ces bandes de stabilisation et le remblai, sous de forts confinements de remblai, il est arrivé que les fibres glissent dans la gaine là où la bande devrait garder son intégrité et que la bande soit conduite à glisser par rapport au remblais l'entourant. Il en a été conclu que l'absence de lien chimique entre la gaine en polyéthylène et les fibres de poly(alcool de vinyle) conduisait à une résistance d'adhésion insuffisante entre les fibres et la gaine.
Présentation de l'invention
La présente invention cherche donc à pallier les inconvénients de l'art antérieur décrit ci-dessus. En particulier, la présente invention cherche à permettre la réalisation de bandes de stabilisation qui ne soient pas sensibles à leur environnement (et de préférence pouvant être utilisées pour différents types de remblai) tout en présentant une résistance à la traction élevée et en permettant la mesure de leurs propriétés mécaniques de manière fiable.
Pour cela, la présente invention propose une bande de stabilisation renforcée pour ouvrages en remblai renforcé, comprenant des fibres longues de renfort et une gaine longitudinale entourant ou renfermant les fibres longues de renfort, la gaine étant au moins partiellement en une matière polymère fonctionnalisée comprenant une polyoléfine fonctionnalisée.
La fonctionnalisation de la polyoléfine permet de conférer à la matière polymère fonctionnalisée de la gaine des groupements fonctionnels avec lesquels le matériau des fibres de renfort peut réagir créant ainsi des liaisons entre les fibres de renfort et la gaine qui empêchent leur désolidarisation en augmentant la force d'adhérence entre les fibres de renfort et la gaine.
D'autres caractéristiques optionnelles et non limitatives sont présentées ci-dessous.
La polyoléfine fonctionnalisée comprend avantageusement 0,01% à 45% de fonctionnalisation.
La matière polymère fonctionnalisée peut comprendre un mélange de polymère non-fonctionnalisé et de polyoléfine fonctionnalisée. De préférence, le polymère non- fonctionnalisé est une polyoléfine non-fonctionnalisée. De préférence, la polyoléfine non-fonctionnalisée est un polyéthylène non fonctionnalisé, toujours de préférence un polyéthylène basse densité linéaire non-fonctionnalisé. Le ratio massique polyoléfine fonctionnalisée:polymère non-fonctionnalisé est compris entre 1:9 et 10:0.
La matière polymère fonctionnalisée présente avantageusement un gradient de fonctionnalisation avec un maximum au contact des fibres de renfort et qui diminue au fur et à mesure que l'on s'éloigne des fibres de renfort. Dans un mode particulier de l'invention, la polyoléfine fonctionnalisée est une polyoléfine substituée par un élément chimique présentant un groupement fonctionnel choisi parmi les anhydrides d'acide mono ou di-carboxylique ou sur laquelle l'élément chimique a été greffé. De préférence, l'élément chimique est un groupement anhydride maléique, anhydride phtalique ou un acide acrylique.
La gaine peut comprendre en outre une zone non-fonctionnalisée entourant ou renfermant la matière polymère fonctionnalisée. Cette zone non-fonctionnalisée est en un polymère non-fonctionnalisé, par exemple le même polymère non-fonctionnalisé du mélange formant la matière polymère fonctionnalisée, ou un autre.
Les fibres de renfort sont avantageusement en un matériau choisi parmi le poly(alcool de vinyle), les polyesters, le verre de silice, les polyamides linéaires ou aromatiques et les métaux. Les fibres de renfort peuvent être sous forme de fils, torons, ou cordes ; ces fils, torons ou cordes pouvant être filés ou tressés.
La gaine peut comprendre en outre au moins un bord longitudinal exempt de fibres de renfort et présentant des crans.
La bande de stabilisation peut présenter deux extrémités longitudinales jointes l'une à l'autre prenant ainsi la forme d'une boucle.
La présente invention propose également une nappe de stabilisation réalisée au moins en partie avec des bandes de stabilisation telles que décrites ci-dessus. Cette nappe de stabilisation peut être réalisée sous la forme d'une géogrille formée par une chaîne et une trame composées de bandes de stabilisation (1), la chaîne et la trame étant tissées ou superposées l'une à l'autre. Les bandes de stabilisation de la chaîne et de la trame sont liées en certains points d'intersection par soudage à chaud ou collage.
La présente invention propose encore un ouvrage en remblai renforcé comprenant : - du remblai; et
- au moins une bande de stabilisation telle que décrite ci-dessus, et/ou au moins une nappe de stabilisation également décrite ci-dessus, ladite au moins une bande de stabilisation et/ou ladite au moins une nappe de stabilisation étant disposée sensiblement horizontalement sur un ou plusieurs niveaux dans le remblai.
Cet ouvrage en remblai renforcé peut comprendre en outre un parement et des connecteurs pour connecter au moins une partie des bandes de stabilisation et/ou des nappes de stabilisation au parement. Ces connecteurs peuvent également être formés par des bandes de stabilisation, en particulier celles présentant une forme de boucle.
La présente invention propose enfin un procédé de fabrication d'une bande de stabilisation telle que décrite ci-dessus, ledit procédé comprenant :
- le chauffage de la matière polymère fonctionnalisée à au moins la température d'activation du groupement fonctionnel;
- la mise en forme de la matière polymère fonctionnalisée autour des fibres de renfort afin de former la gaine entourant ou renfermant les fibres de renfort.
Le procédé peut comprendre en outre l'étirage des fibres de renfort, et la mise en forme de la matière polymère fonctionnalisée peut être réalisée par extrusion de la matière polymère fonctionnalisée autour des fibres de renfort.
Le procédé peut encore comprendre le chauffage du polymère non- fonctionnalisé et l'étirage des fibres de renfort ;
dans lequel la mise en forme de la matière polymère fonctionnalisée est réalisée par coextrusion de la matière polymère fonctionnalisée autour des fibres de renfort et du polymère non-fonctionnalisé autour de la matière polymère fonctionnalisée formant la zone non-fonctionnalisée de la gaine entourant ou renfermant la matière polymère fonctionnalisée.
L'étirage des fibres de renfort est avantageusement effectué à mesure que la gaine est extradée.
Dessins
D'autres objectifs, caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit en référence aux dessins donnés à titre illustratif et non limitatif, parmi lesquels :
- la figure 1 est une illustration schématique d'une bande de stabilisation selon l'invention, dont la gaine est entièrement en matière polymère fonctionnalisée ;
- la figure 2 est une illustration schématique d'une bande de stabilisation selon l'invention, dont la gaine comprend une zone non-fonctionnalisée entourant ou renfermant la matière polymère fonctionnalisée ; - la figure 3 est une illustration schématique d'une bande de stabilisation selon l'invention, dont la gaine est entièrement en matière polymère fonctionnalisée et présentant des crans ;
- la figure 4 est une illustration schématique d'une bande de stabilisation selon l'invention, dont la gaine comprend une zone non-fonctionnalisée entourant ou renfermant la matière polymère fonctionnalisée et présentant des crans ;
- la figure 5 est une illustration schématique d'une nappe de stabilisation comprenant une chaîne en bandes de stabilisation et une trame en bandes de stabilisation superposées ;
- la figure 6 représente une illustration schématique d'une nappe de stabilisation comprenant une chaîne en bandes de stabilisation et une trame en bandes de stabilisation tissées, ce type de configuration correspond à la définition d'une géogrille de renforcement ;
- la figure 7 représente une illustration schématique d'un ouvrage en remblai renforcé pouvant être réalisé avec des bandes de stabilisation de l'une des figures 1 à 4, alternativement avec des nappes de la figure 5 ou 6 ;
- la figure 8 représente un organigramme présentant les différentes étapes du procédé de fabrication d'une bande de stabilisation selon la présente invention ;
- la figure 9 est une illustration schématique d'une bande de stabilisation découpée pour la mesure de la force d'adhérence entre les fibres de renfort et la gaine.
Description détaillée de l'invention
En référence aux figures 1 à 4, une bande de stabilisation renforcée pour ouvrage en remblai renforcé selon l'invention est décrite ci-après.
Cette bande de stabilisation 1 comprend des fibres longues de renfort 12 et une gaine 11 longitudinale entourant ou renfermant les fibres longues de renfort 12. La gaine 11 est au moins partiellement en une matière polymère fonctionnalisée comprenant une polyoléfine fonctionnalisée (Po-f).
Une polyoléfine est un polymère aliphatique saturé, éventuellement substitué, et issu de la polymérisation d'une oléfine (aussi appelée alcène). La polyoléfine fonctionnalisée peut être choisie parmi les polyéthylènes fonctionnalisés, les polypropylènes fonctionnalisés, ou les copolymères oléfiniques fonctionnalisés comme l'éthylène-acétate de vinyle (EVA) fonctionnalisé. On choisira de préférence les polyéthylènes fonctionnalisés et en particulier le polyéthylène basse densité linéaire fonctionnalisé.
On comprendra dans le cadre du présent exposé le terme « fonctionnalisation » comme désignant une modification de la polyoléfine en la substituant avec un élément chimique comprenant un groupement fonctionnel ou une insaturation ou en greffant l'élément chimique sur la polyoléfine. La modification de la polyoléfine peut également conduire à la création d'une insaturation dans la chaîne de la polyoléfine. Le groupement fonctionnel est quant à lui capable de réagir avec le matériau des fibres de renfort 12, par création de liaisons covalentes ou de liaisons hydrogène avec celui-ci.
En particulier, le groupement fonctionnel peut être choisi parmi les anhydrides d'acide mono ou di-carboxylique.
Par exemple, l'élément chimique substituant un atome d'hydrogène dans la chaîne carbonée de la polyoléfine peut être : un groupement anhydride maléique, anhydride phtalique ou un acide acrylique ; le groupement anhydride maléique étant le plus généralement utilisé.
Il n'est pas nécessaire de prévoir un nombre important de groupements fonctionnels dans la Po-f. En effet, de manière générale, la fonctionnalisation de la Po-f est comprise entre 0,01% en masse et 45% en masse. Au-delà de 45 % en masse de fonctionnalisation, on ne parlera plus de polyoléfine. Avantageusement le taux de fonctionnalisation est compris entre 0,01% en masse et 30% en masse, de préférence entre 0,01% en masse et 15% en masse, encore de préférence entre 0,01% en masse et 5% en masse, toujours de préférence entre 0,1% en masse et 2% en masse.
Le taux de fonctionnalisation de la Po-f doit être compris comme le rapport entre la masse de groupements fonctionnels ayant réagi avec la polyoléfine et la masse totale de polyoléfine fonctionnalisée Po-f. Il peut également être calculé par le gain en masse entre la polyoléfine non fonctionnalisée (Po-nf) initiale et la polyoléfine fonctionnalisée Po-f. Par exemple, si 10 g d'anhydride maléique ont réagit avec une polyoléfine et que la masse totale de la Po-f est de 100 g, alors le taux de fonctionnalisation est de 10% en masse. La matière polymère fonctionnalisée peut comprendre 100 % en poids de Po-f ou un mélange de Po-f et de polymère non-fonctionnalisé. Ce polymère non- fonctionnalisé est un polymère compatible avec la polyoléfine fonctionnalisée, c'est-à- dire que leur mélange est stable dans le temps et qu'aucune séparation de phase n'est observable. Ils sont dits totalement miscibles. Le polymère non-fonctionnalisé est de préférence choisi parmi les polyéthylènes non-fonctionnalisés (PE-nf), le polypropylène non-fonctionnalisé (PP-nf), les copolymères oléfiniques comme l'éthylène- acétate de vinyle (EVA-nf). Le polymère non-fonctionnalisé préféré est le polyéthylène basse densité linéaire (PEBDL-nf).
Avantageusement, le ratio massique Po-f:polymère non-fonctionnalisé, est compris entre 1:9 et 10:0. Le ratio massique Po-f, de préférence PEBDL-f:polymère non-fonctionnalisé, de préférence PEBDL-nf, peut être compris entre 1:4 et 1: 1.
La matière polymère fonctionnalisée 111 peut présenter un gradient de fonctionnalisation avec un maximum au contact des fibres de renfort 12 et qui diminue au fur et à mesure que l'on s'éloigne des fibres de renfort 12. Le gradient peut être continu ou par paliers.
La gaine 11 peut en plus comprendre une zone non-fonctionnalisée 112 entourant ou renfermant la matière polymère fonctionnalisée 111. Ainsi, le coût de la gaine 11 peut être diminué car de manière générale, le polymère non-fonctionnalisé (ou Po-nf) est moins onéreux que le Po-f. Le polymère de la zone non-fonctionnalisée peut être le même que celui du mélange conduisant à la matière polymère fonctionnalisée ou différent, et choisi parmi ceux mentionnés ci-dessus pour le mélange.
Un ou plusieurs canaux 13 peuvent être formés à l'intérieur de la gaine 11, les fibres de renfort 12 étant étirées à l'intérieur de ces canaux 13. L'augmentation du nombre de canaux 13 permet d'augmenter la surface de contact entre les fibres longues de renfort 12 et la gaine 11, et par conséquent la résistance d'interaction entre ces deux éléments constitutifs. De préférence, le nombre de canaux est compris entre 5 et 20.
Les fibres de renfort 12 sont constituées de tout matériau permettant de renforcer la résistance à la traction de la bande de stabilisation. Elles sont avantageusement en un matériau choisi parmi le poly(alcool de vinyle) (PVAL), les polyesters, le verre de silice, les polyamides linéaires ou aromatiques (encore dénommés aramides) et les métaux, ou un mélange de ceux-ci. Si deux ou plusieurs matériaux sont utilisés, les fibres de renfort en un des matériaux donné peuvent être regroupées ensemble, ou la composition en fibres de renfort dans chacun des canaux 13 différente de celle d'un autre, mais de préférence, la composition en fibres de renfort est la même dans chacun des canaux 23.
Parmi les fibres mentionnées, les fibres en PVAL, sont privilégiées. En effet, contrairement aux polyesters, au verre, aux polyamides linéaires, aux aramides et aux métaux, ces matériaux ne sont pas sensibles à la nature du remblai (et notamment au pH du sol entrant dans la composition du remblai).
Les fibres de renfort 12 sont avantageusement disposées dans la gaine 11 parallèlement à la longueur de celle-ci, et parallèlement les unes aux autres. Elles peuvent être brutes, c'est-à-dire non filées.
Les fibres de renfort 12 peuvent également être présentes sous forme de fils parallèles les uns aux autres. Un « fil » résulte du filage des fibres. C'est-à-dire que les fibres sont toutes orientées dans le même sens et tordues ensemble. Un fil composé de fibres est plus résistant en traction que l'ensemble des fibres simplement mises les unes à côté des autres, en effet, le filage renforce les propriétés mécaniques des fibres.
Les fibres de renfort 12 peuvent également être présentes sous forme de torons ou de cordes parallèles les uns aux autres, comme décrit dans le document EP2171160. Le filage ou tressage de plusieurs fils entre eux donne un « toron ». Le filage ou tressage de plusieurs torons entre eux donne une « corde ». Compte tenu du fait que le toron et la corde résultent de l'assemblage de plusieurs fils, l'aspect de leur surface n'est pas aussi lisse que celui des fibres ou des fils. Par conséquent, le toron ou la corde présente un relief surfacique, c'est-à-dire que leur surface présente des dépressions et des renflements. La matière polymère fonctionnalisée entourant ou renfermant les fibres de renfort 12 épouse ces dépressions et renflements permettant ainsi d'ajouter une résistance mécanique à la traction augmentant davantage la force d'adhérence entre les fibres de renfort 12 et la gaine 11.
Les fibres de renfort 12 peuvent également être composées d'un mélange comprenant au moins deux éléments parmi fibres brutes, fils, torons et cordes.
La gaine 11 peut comprendre au moins un bord longitudinal 113 haute adhérence exempt de fibres de renfort et présentant des crans 114 (voir figures 3 et 4), tel que décrit dans le document EP2247797. Les crans 114 de ce bord longitudinal 113 haute adhérence ont pour fonction de frotter contre le remblai de l'ouvrage en remblai renforcé pour maintenir la bande de stabilisation 1 en place. De manière générale, et comme déjà précisé ci-dessus, la bande de stabilisation 1 a une longueur d'environ 3 m à 10 m, bien que des bandes de stabilisation 1 plus longues ou plus courtes peuvent également être prévues. La largeur de la bande de stabilisation 1 est comprise entre 4 cm et 6 cm, bien qu'il soit possible de fabriquer des bandes de largeur plus grandes allant jusqu'à 10 cm voire 25 cm. L'épaisseur de la bande de stabilisation 1 varie entre 1 mm et quelques centimètres, mais préférentiellement entre 1 mm et 6 mm.
La bande de stabilisation 1 peut présenter deux extrémités longitudinales jointes l'une à l'autre prenant ainsi la forme d'une boucle. Une telle boucle en bande de stabilisation peut être utilisée comme connecteur pour relier les bandes de stabilisation aux parements de l'ouvrage en remblai renforcé. De préférence le périmètre de la boucle est compris entre 40 cm et 80 cm.
Plusieurs bandes de stabilisation 1 peuvent former au moins une partie d'une nappe de stabilisation 10, avantageusement sous la forme d'une géogrille formée par une chaîne comprenant des bandes de stabilisation et une trame comprenant également des bandes de stabilisation. La chaîne et la trame sont superposées (figure 5) ou tissées (figure 6). Dans le cas de chaîne et trame superposées, une partie ou l'ensemble des bandes de stabilisation le de la chaîne est fixée aux bandes de stabilisation lt de la trame les croisant à des intersections 101. Dans le cas de chaîne et trame tissées, cette fixation partielle ou totale des bandes de stabilisation le de la chaîne aux bandes de stabilisation lt de la trame peut être effectuée, mais n'est pas obligatoire ; en effet, le tissage permet le maintien de la chaîne par rapport à la trame et vice et versa. Les bandes de stabilisation le de la chaîne sont préférentiellement disposées à 90° des bandes de stabilisation lt de la trame, croisant celles-ci à angle droit. Cependant, l'invention n'est pas limitée à cette orientation et toute autre orientation relative des bandes de stabilisation le de la chaîne par rapport aux bandes de stabilisation lt de la trame sont possibles, par exemple 60° et 45°.
La fixation des bandes de stabilisation le de la chaîne et des bandes de stabilisation lt de la trame peut être réalisée par soudage à chaud ou collage. Les procédés de soudage connus pour les gaine en polyoléfine sont le soudage par air chaud, le soudage miroir, le soudage par coin chaud, le soudage par ultrasons, le soudage par infrarouges. La bande de stabilisation 1 décrite ci-dessus est utilisée dans la construction d'ouvrages en remblai renforcé 2 (figure 7). Un tel ouvrage en remblai renforcé 2 comprend, en plus des bandes de stabilisation 1, du remblai 21. Les bandes de stabilisation 1 sont disposées horizontalement dans le remblai sur un ou plusieurs niveaux. En variante ou en outre, ces bandes de stabilisation 1 peuvent former une nappe de stabilisation 10 disposés horizontalement dans le remblai sur un ou plusieurs niveaux.
Le remblai 21 comprend généralement un mélange ou un assemblage pouvant comprendre au moins un matériau parmi du sable, du gravier, du sol fin, de roches concassées, des matériaux recyclés comme des matériaux issus de démolition de bâtiments ou d'ouvrages de génie civil, des résidus industriels, des liants comme la chaux ou le ciment.
Généralement, un tel ouvrage en remblai renforcé 2 comprend également un parement 22 et des connecteurs 23 pour connecter au moins une partie des bandes de stabilisation 1 au parement 22. Le parement 22 peut être réalisé à partir d'éléments préfabriqués 221 et juxtaposés en béton, en forme de dalles ou de blocs. Il peut aussi être constitué de panneaux en treillis soudé métallique ou de gabions réalisés avec des fils métalliques tressés.
Les bandes de stabilisation 1 peuvent être utilisées telles quelles, c'est-à-dire qu'elles sont disposées individuellement lors de la construction de l'ouvrage en remblai renforcé 2.
Lorsque les bandes de stabilisation 1 sont sous la forme de nappes de stabilisation 10, tout un ensemble de bandes de stabilisation 1 est disposé en une opération lors de la construction de l'ouvrage en remblai renforcé 2. L'avantage est un gain de temps pour la pose des bandes de stabilisation 1 par rapport à la pose individuelle. Un autre avantage est la simplification de la pose car l'écart entre les bandes de stabilisation 1 est préalablement défini lors de la fabrication de la nappe de stabilisation 10.
Les connecteurs 23 peuvent être des bandes de stabilisation 1, notamment sous la forme de boucles réalisés par enroulement et assemblage. Dans ce cas, l'adhérence entre les fils et la gaine est primordiale pour assurer la résistance de la boucle.
En référence à la figure 8, un procédé de fabrication d'une bande de stabilisation est décrit ci-après. Le procédé de fabrication d'une bande de stabilisation telle que décrite ci-dessus comprend :
- le chauffage de la matière polymère fonctionnalisé au moins à la température d'activation du groupement fonctionnel du Po-f ; et
- la mise en forme de la matière polymère fonctionnalisée autour des fibres de renfort pour former la gaine entourant ou renfermant les fibres de renfort obtenant ainsi la bande de stabilisation.
La température d'activation est la température à laquelle le groupement fonctionnel s'active et dépend de la nature de l'élément chimique fonctionnalisant la polyoléfine. Par exemple, la température d'activation pour l'anhydride maléique est de 180°C. Ainsi, avantageusement, la matière polymère fonctionnalisée par de l'anhydride maléique est chauffé à environ 180°C pendant quelques secondes en extrudeuse ou malaxeur.
Le procédé comprend avantageusement l'étirage des fibres de renfort suivant une direction d'étirage. La mise en forme de la matière polymère fonctionnalisée est réalisée par extrusion de la matière polymère fonctionnalisée autour des fibres de renfort dans le sens de la direction d'étirage.
Cette mise en œuvre est avantageusement utilisée pour une gaine uniforme, c'est- à-dire ne comportant pas de zones non fonctionnalisées.
En variante, la mise en forme de la matière polymère fonctionnalisée est réalisée de manière à former un gradient de fonctionnalisé dans la matière polymère avec un maximum au contact des fibres de renfort et qui diminue au fur et à mesure que l'on s'éloigne des fibres de renfort.
En plus, le procédé peut comprendre le chauffage de polymère non-fonctionnalisé, préférentiellement du PE-nf, plus préférentiellement encore du PEBDL-nf. La mise en forme de la matière polymère fonctionnalisée est réalisée par coextrusion de la matière polymère fonctionnalisée autour des fibres de renfort et du polymère non-fonctionnalisé autour de la matière polymère fonctionnalisée pour former la zone non fonctionnalisée de la gaine entourant ou renfermant la matière polymère fonctionnalisée.
L'étirage des fibres de renfort peut être effectué à mesure que la gaine est extradée, permettant un gain de temps et un gain d'espace pour la fabrication de la bande de stabilisation. Préalablement à l'étirage des fibres de renfort, celles-ci peuvent avoir été filées en fils. Les fils peuvent avoir été filés ou tressés en torons et les torons peuvent avoir été filés ou tressés en cordes.
Alternativement, les fibres de renfort sont déjà fournies sous la forme de fils, torons ou cordes, éventuellement préalablement étirés. Éventuellement, les fibres fournies sous la forme de fils ou de torons peuvent être filées ou tressées pour donner respectivement des torons ou des cordes.
Essai - mesure de la force d'adhérence entre les fibres de renfort et la gaine
L'essai présenté ci-dessous est réalisé sur des bandes de stabilisation comprenant une gaine en une matière polymère fonctionnalisée comprenant un mélange de PEBDL- nf et de PEBDL-f dans les proportions présentées dans le tableau 1. Le PEBDL-f présente un taux de fonctionnalisation estimé à environ 1% en masse avec des éléments anhydride maléique. Un exemple de contrôle est également réalisé pour comparaison.
La gaine de cet exemple de contrôle comprend 100% de PEBDL-nf.
Tableau 1
Les bandes de stabilisation 1 comprennent un renfort en PVAL sous forme de torons présents à l'intérieur de la gaine. Les fibres de renfort en PVAL sont réparties dans 5 canaux 13 à l'intérieur de la gaine 11 et dont le canal central 131 mesure 7 mm de largeur et 2 mm de hauteur. La forme et la constitution des bandes de stabilisation sont identiques pour tous les ratios massiques PEBDL-f: PEBDL-nf testés et pour l'exemple de contrôle.
Une entaille En est réalisée sur deux bords latéraux opposés de la bande de stabilisation, laissant uniquement intact le canal central 131. À 10 cm du bord d'entaille, une incision In transversale est réalisée à travers le canal central 131 sur l'intégralité de sa largeur, sectionnant ainsi les torons se trouvant dans le canal centrale 131. Ainsi, entre l'entaille En et l'incision In, la bande de stabilisation 1 est laissée intacte sur 10 cm (voir figure 9).
Chaque bande de stabilisation 1 ainsi préparée est disposée sur un banc de traction uniaxial. Les deux extrémités de la bande sont fixées au banc et une traction est appliquée entre les deux extrémités de manière à écarter les deux extrémités à une vitesse de 200 mm/min. La force nécessaire à l'écartement à 200 mm/min est relevée.
Ainsi, la force d'adhérence entre les fibres de renfort et la gaine 11 a pu être mesurée sur une longueur de 10 cm correspondant à une surface de contact entre les fibres de renfort et la gaine 11 de 1 800 mm2. Les résultats sont consignés dans le tableau 2 suivant :
Tableau 2
On observe ainsi que par rapport à une bande de stabilisation dont la gaine est entièrement en PEBDL-nf, le gain en force d'adhérence est déjà de 56% pour une gaine dont la matière polymère fonctionnalisée comprend 25% de PEBDL-f. Ce gain grimpe à plus de 110% pour les bandes de stabilisation avec une gaine dont la matière polymère fonctionnalisée comprend 50%, 75% et 100% de PEBDL-f.

Claims

Revendications
1. Bande de stabilisation (1) renforcée pour ouvrages en remblai renforcé, comprenant des fibres longues de renfort (12) et une gaine (11) longitudinale entourant ou renfermant les fibres longues de renfort (12), la gaine (11) étant au moins partiellement en une matière polymère fonctionnalisée (111) comprenant une polyoléfine fonctionnalisée.
2. Bande de stabilisation (1) selon la revendication 1, dans laquelle la polyoléfine fonctionnalisée comprend 0,01% à 45% en masse de fonctionnalisation.
3. Bande de stabilisation (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle la matière polymère fonctionnalisée (111) comprend un mélange de polymère non fonctionnalisé et de polyoléfine fonctionnalisée.
4. Bande de stabilisation (1) selon la revendication 3, dans laquelle le ratio massique polyoléfine fonctionnalisée:polymère non-fonctionnalisé est compris entre 1:9 et 10:0.
5. Bande de stabilisation (1) selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle, la matière polymère fonctionnalisée (111) présente un gradient de fonctionnalisation avec un maximum au contact des fibres de renfort (12) et qui diminue au fur et à mesure que l'on s'éloigne des fibres de renfort (12).
6. Bande de stabilisation (1) selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle la polyoléfine fonctionnalisée est une polyoléfine substituée par un élément chimique présentant un groupement fonctionnel choisi parmi les anhydrides d'acide mono ou di- carboxylique ou sur laquelle l'élément chimique a été greffé.
7. Bande de stabilisation (1) selon la revendication 6, dans laquelle l'élément chimique est un groupement anhydride maléique, anhydride phtalique ou un acide acrylique.
8. Bande de stabilisation (1) selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle la gaine (11) comprend une zone non-fonctionnalisée (112) entourant ou renfermant la matière polymère fonctionnalisée (111).
9. Bande de stabilisation (1) selon l'une des revendications 1 à 8, dans laquelle les fibres de renfort (12) sont en un matériau choisi parmi le poly(alcool de vinyle) (PVAL), les polyesters, le verre de silice, les polyamides linéaires ou aromatiques et les métaux.
10. Bande de stabilisation (1) selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle les fibres de renfort (12) sont sous forme de fils, torons, ou cordes ; ces fils, torons ou cordes étant filés ou tressés.
11. Bande de stabilisation (1) selon l'une des revendications 1 à 10, dans laquelle la gaine (11) comprend au moins un bord longitudinal (113) exempt de fibres de renfort (12) et présentant des crans (114).
12. Nappe de stabilisation (10) réalisée au moins en partie avec des bandes de stabilisation (1) selon l'une des revendications 1 à 11.
13. Nappe de stabilisation (10) selon la revendication 12, réalisée sous la forme d'une géogrille formée par une chaîne et une trame, la chaîne et la trame étant en partie composées de bandes de stabilisation (1), la chaîne et la trame étant tissées ou superposées l'une à l'autre.
14. Nappe de stabilisation (10) selon la revendication 13, dans laquelle les bandes de stabilisation de la chaîne et de la trame sont liées en certains points d'intersection par soudage à chaud ou collage.
15. Ouvrage en remblai (2) renforcé comprenant :
- du remblai (21); et - au moins une bande de stabilisation (1) selon l'une des revendications 1 à 11 et/ou au moins une nappe de stabilisation (10) selon l'une des revendications 12 à 14, ladite au moins une bande de stabilisation (1) et/ou ladite au moins une nappe de stabilisation (10) étant disposée sensiblement horizontalement sur un ou plusieurs niveaux dans le remblai.
16. Ouvrage en remblai (2) renforcé selon la revendication 15, comprenant en outre un parement (22) et des connecteurs (23) pour connecter au moins une partie des bandes de stabilisation (1) au parement (22).
17. Procédé de fabrication d'une bande de stabilisation selon l'une des revendications 1 à 11, comprenant :
- le chauffage de la matière polymère fonctionnalisée à au moins la température d'activation du groupement fonctionnel de la polyoléfine fonctionnalisée ; et
- la mise en forme de la matière polymère fonctionnalisée autour des fibres de renfort pour former la gaine entourant ou renfermant les fibres de renfort obtenant ainsi la bande de stabilisation.
18. Procédé selon la revendication 17, comprenant :
- l'étirage des fibres de renfort ; la mise en forme de la matière polymère fonctionnalisée étant réalisée par extrusion de la matière polymère fonctionnalisée autour des fibres de renfort.
19. Procédé selon la revendication 17, dans lequel ;
le procédé comprend en outre le chauffage de polymère non-fonctionnalisé et l'étirage des fibres de renfort ;
dans lequel la mise en forme de la matière polymère fonctionnalisée est réalisée par coextrusion de la matière polymère fonctionnalisée autour des fibres de renfort et du polymère non-fonctionnalisé autour de la matière polymère fonctionnalisée formant la zone non fonctionnalisée de la gaine entourant ou renfermant la matière polymère fonctionnalisée.
20. Procédé selon la revendication 18 ou la revendication 19, dans lequel l'étirage des fibres de renfort est effectué à mesure que la gaine est extradée.
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