Éléments pour voies ferrées
Nos éléments résilients pour voies ferrées peuvent être classés en trois catégories en fonction de leur application sur les voies ferrées.
a) TAPIS SOUS-LIT DE BALLAST (UBM – Under-Ballast Mats et SBM – Sub-Ballast Mats) sont utilisées dans le lit de ballast de la voie et existent en deux variantes selon leur objectif :
- Comme isolation primaire contre les vibrations
- Comme réducteur de contrainte sur le caisson de ballast
b) LES COUVERTURES POUR DALLES DE VOIE (STM – Slab Track Mats) sont utilisées sur les voies sans caisson de ballast, elles sont posées sous et/ou sur les côtés de la dalle de pose de la voie
c) SUPPORTS INFÉRIEURS POUR TRAVERSES (UTP – Under Sleeper Pads) doivent être reliées à toutes les traverses afin de garantir la liaison des traverses au Cette précaution augmente </ i>la performance du système de voie en réduisant les efforts de compactage, augmentant ainsi la durée de vie des composants. Il doit être intégré à la base des solipas lors de leur processus de préfabrication
Matériaux et leurs propriétés
Nos systèmes sont fabriqués à partir de caoutchouc recyclé issu de pneus de camion usagés, mélangé à de l’élastomère de polyuréthane. L’ensemble du processus de collecte, de broyage et de production est rigoureusement contrôlé. L’utilisation de matériaux recyclés permet de réaliser des économies d’énergie et de prévenir la pollution. Pour chaque mètre carré de tapis antivibratoire, deux pneus de taille moyenne sont recyclés.
Les caractéristiques techniques les plus importantes des éléments résilients, qui sont les plus pertinentes pour leur fonction, sont les suivantes :
- Isolation efficace des vibrations – réduction maximale du niveau d’impacts et de vibrations sur la structure ainsi que du bruit
- Augmentation de la durée de vie – maintien à long terme des caractéristiques mentionnées ci-dessus dans des conditions d’utilisation réelles, avec une variation maximale des paramètres obtenus en laboratoire lors des essais de fatigue dans des conditions d’utilisation extrêmes
Les exigences ci-dessus constituent les paramètres les plus importants pour obtenir une couche de roulement résiliente de qualité et peuvent être déterminées au cours de son fonctionnement (isolation des vibrations, durée de vie, caractéristiques des matériaux en fonction des conditions spécifiques d’utilisation). Dans le cas de l’isolation des vibrations, il s’agit de :
- Rigidité verticale statique et dynamique, module de stratification verticale statique et dynamique
- Rigidité horizontale statique et module de compression horizontale statique.
- Le facteur de perte ŋ est défini par le rapport entre l’énergie dissipée et l’énergie consommée
MATS RÉSILIENTS SOUS LE LASTRE
(UBM – Under- Ballast Mats et SBM- Sub-Ballast Mats)
Les tapis résilients posés sous le ballast atténuent les charges dynamiques, les vibrations et le bruit, tout en protégeant le ballast contre la désagrégation. Cependant, leur objectif principal est de réduire la rigidité de la voie, en particulier lorsqu’elles sont posées sur les parties les plus rigides, telles que les ponts, les tunnels, les passages à niveau, etc. De plus, elles peuvent être utilisées dans divers environnements d’exploitation, tels que les lignes principales conventionnelles, les lignes urbaines ou à grande vitesse, ainsi que les lignes de tramway et les voies de métro.
L’épaisseur de la couche résiliente posée sous le ballast est comprise entre 15 et 30 mm. Ses types peuvent être classés en DUR, MOYEN ou SOUPLE en fonction du module de compression dynamique, conformément aux valeurs du tableau suivant.
Conditions d’installation
Afin d’éviter tout risque de déplacement du ballast, il est fortement recommandé que les supports latéraux du ballast
soient installés lorsque les UBM sont utilisés là où le profilé du caisson de ballast est ouvert sur les côtés (c’est-à-dire là où le ballast n’est pas retenu), ce qui est fréquent dans le cas de voies ouvertes à proximité de talus.
Pour éviter tout glissement de l’UBM pendant l’installation ou pendant le nettoyage du ballast, il est recommandé de coller l’UBM sur la sous-structure. Pour garantir la compatibilité de la colle avec le matériau UBM et le type de sous-structure, il est recommandé d’utiliser des résines PU.
La sous-structure sur laquelle l’UBM est installé doit être plane et propre (par exemple, couche d’asphalte, couche de béton) afin d’éviter toute élasticité supplémentaire et de garantir l’adéquation pour le collage.
En cas de bruit structurel de haute performance ou de réduction des vibrations dans les tunnels, les ponts et les caisses de ballast, l’UBM doit être installé sur les parois latérales, maintenu sous la surface supérieure du ballast pour des raisons pratiques (par exemple, pour la protection contre l’incendie et les équipements.
Les nattes doivent être installées de manière à ne pas nuire au drainage de la sous-structure.
Afin d’éviter tout contact direct entre le ballast et la sous-structure, il convient de prévoir un chevauchement entre les sections adjacentes de l’UBM. Dans les tunnels, il est recommandé d’installer l’UBM sur la paroi latérale afin de maximiser son effet contre les vibrations. Toutefois, pour des raisons de sécurité incendie, le niveau supérieur de l’UBM doit être maintenu en dessous de la surface supérieure du ballast.
Limites
A) UBM – Nappes élastiques sous-jacentes et déstabilisation du ballast.
L’influence du module des couches élastiques posées sous le ballast sur la stabilité de la voie doit être prise en compte en fonction de la fréquence propre de la voie, de la qualité du sol de fondation et des déformations verticales excessives de la voie.
La fréquence propre de la voie diminue avec la diminution du module de la couche.
Dans le cas de valeurs de module de couche relativement élevées, les déformations verticales supplémentaires de la voie dues à l’utilisation d’UBM ne devraient pas être à l’origine de tels phénomènes.
Dans le cas d’un UBM présentant un module de stratification relativement faible, il existe un risque de déstabilisation du ballast, notamment lorsque la vitesse du train est élevée. Par conséquent, limiter la flexibilité dynamique de l’UBM constituera un bon moyen d’éviter ce phénomène. Les UBM trop souples doivent être évités sur les voies à grande vitesse.
B)Possibilité de combiner l’utilisation de l’UBM avec l’USP.
Il est important de noter que la combinaison de ces deux systèmes influe sur la flexibilité générale de la voie et son comportement dynamique, et peut affecter la stabilité du ballast de manière imprévisible. Cette utilisation combinée de deux systèmes ne se traduit pas directement par la somme des avantages individuels offerts par chaque système. Il est donc recommandé de ne pas les combiner, à moins que des recherches supplémentaires n’aient été menées pour des projets spécifiques
C)UBM et forces de freinage.
L’influence des forces longitudinales agissant sur les rails sur le module de cisaillement de l’UBM est négligeable : aucune déformation supplémentaire significative n’est produite sur la voie lors du freinage en raison de la présence de l’UBM. Contrairement au cas du nez, les forces de freinage n’impliqueraient pas en elles-mêmes une limitation importante du module de l’UBM
MATS RÉSILIENTS POUR VOIES SUR DALLES
(STM – Slab Track Mats)
Dans le système de voie sans ballast, les tapis résilients ont une fonction similaire à celle des tapis sous ballast. Cependant, un système de voie sans ballast est toujours une solution d’ingénierie sur mesure pour une application spécifique. Ainsi, conformément aux normes DIN-45673-7 et EN 17686, dans chaque projet, les tapis doivent être testés selon les spécifications de chaque projet :
- F0 Charge minimale
- F1 Charge de service Charge d’évaluation
- F2 Évaluation de la charge dans le calcul de la dalle
- F3 Charge maximale sur la dalle
Avant l’essai, il est possible de simuler la perte d’insertion afin de choisir le matériau le plus adapté à chaque projet
SUPPORTS RÉSILIENTS POUR TRAVERSES
(USP – Under Sleeper Pads)
Les supports résilients pour les semelles de traverses ferroviaires (USP) sont installés sous les semelles afin de répartir les charges axiales sur un grand nombre de traverses. Les USP ont généralement deux fonctions : atténuer les vibrations et protéger les traverses de la charge d’impact répercutée par le ballast. Les USP peuvent augmenter la surface de contact entre les traverses et le ballast. Cela contribue à stabiliser la couche supérieure du ballast. De plus, l’un des principaux avantages des USP est de réduire la charge dynamique sur le ballast, ce qui entraîne une diminution du déplacement du ballast et des tassements de la voie.
Les avantages de l’utilisation de supports USP présentés sont indiqués ci-dessous :
- Améliore la qualité de la voie en réduisant la charge dynamique
- Réduit l’épaisseur du ballast sans compromettre les performances
- Réduit la fréquence des vibrations du sol au-dessus de 50 Hz
- Réduit l’ondulation à longue période dans les virages serrés de la voie, car l’USP peut modifier les fréquences naturelles des composants de la voie.
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