UNI LONGITUDINAL : MAITRISE DE LA MISE EN ŒUVRE DES ENROBES UNI DES CHAUSSEES

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1 UNI LONGITUDINAL : MAITRISE DE LA MISE EN ŒUVRE DES ENROBES

2 Plan de l exposé Rappel des principes de fonctionnement d un finisseur Influence des paramètres de réglage du finisseur sur la couche d enrobé (épaisseur, uni et compacité) Causes possibles de la génération de défauts d uni Modes de guidage des finisseurs En résumé pour obtenir une bonne qualité d uni Evolution des compacteurs pour améliorer l uni

3 Principe de fonctionnement d un finisseur Matériaux Vis de répartition Table Avancement du finisseur

4 Flux des matériaux Le finisseur pousse les roues arrières du camion Arrêt- pousser Rouleaux pousseurs 0,50m Le flux de matériaux est réglé par : - la vitesse des convoyeurs = f(vitesse d avancement, épaisseur de la couche) - la vitesse de la vis de répartition Le volume des matériaux doit être gardée aussi constante que possible pour obtenir un uni satisfaisant

5 Principe d équilibre de la table flottante Théorie selon Blaw Knox Commande d épaisseur Mécanisme de compaction Bras de nivellement Articulation Point d attache des bras Table Engin tracteur Le fonctionnement est identique à celui d un canot-ski nautique

6 Les vérins de nivellement Positionnement des vérins de nivellement Vérin de relevage de table Vérin de nivellement réglage hydraulique Vis de répartition Réglage mécanique Screed ou table Point de fixation ou d accroche

7 Réglage de la table du finisseur Les vérins permettent de modifier verticalement la position des points d accroche, ce qui modifie l angle d attaque (incidence) de la table et l épaisseur de la couche d enrobé La table monte si : - montée du point d accroche - augmentation du volume de matériaux - augmentation de la vitesse d avancement - baisse de la température des matériaux La table descend si : - descente du point d accroche - baisse des volumes de matériaux - réduction de la vitesse d avancement - augmentation de la température des matériaux La table est stable si tous les facteurs précédents sont constants

8 L angle d attaque de la table L épaisseur d enrobés répandue est proportionnelle à la valeur de l angle d attaque (incidence) α Vis de répartition Screed /Table α doit varier en fonction de l épaisseur et du type de matériau exemple : 0,1 à 0,4 selon les finisseurs pour 10 cm d épaisseur Valeurs faibles pour enrobés et les plus élevées pour les GB

9 Influence des paramètres du finisseur Fonctionnement en vis calées Vitesse d avancement Variation du Epaisseur Compacité paramètre sortie de table sortie de table Niveau de l enrobé dans la vis Fréquence des tampers Amplitude des tampers Fréquence vibreurs Température des enrobés du débit de la centrale

10 Causes possibles de la génération de défauts d uni (1) Dans le cadre de la conduite du chantier Table pas assez chaude Démarrage le matin à vitesse trop élevée Enrobés trop froid Démarrage au joint transversal sans les cales Tas d enrobé devant les chenilles Mauvais fonctionnement des dameurs Finisseur qui patine sur l émulsion Freins du camion bloqués devant le finisseur Arrêt - pousser non respecté Conduite sinueuse du chauffeur du finisseur Actions répétées du régleur sur les boutons de réglage

11 Exemple Génération de défauts d uni (2) Dans le cadre des réglages du finisseur Mauvais réglage du palpeur ou pendule Mauvais réglage des palpeurs des vis de répartition Mauvaise hauteur des vis de répartition Manque d alimentation dans les vis de répartition Vitesse d avancement irrégulière Variation de la fréquence dameurs vibreurs Stationnement longue durée avec la table pleine (défaut en PO)

12 Alimentateur en continu Franex - Cas des grands chantiers (type autoroutiers) - Pas d arrêt du finisseur - Suppression des défauts d uni dus à l arrêt du finisseur

13 Modes de guidage des finisseurs Vis calées : hauteur d articulation fixe, auto nivellement On ne recopie pas la géométrie du support Pseudo vis calées : commande manuelle des hauteurs d articulation des bras (action sur les vérins de nivellement) Guidage court : commande des hauteurs des points de fixation par ski et par ultra-sons On recopie la géométrie du support 4 5 Guidage par référence mobile : poutres > 11 m Guidage par référence fixe : Fils, laser, DPS

14 Guidage automatique court - Palpeur avec contact physique (ski, patin ou tube) Un ski monté sur un potentiomètre transmet des informations électriques aux bobines qui pilotent les vérins de nivellement du finisseur - Palpeur sans contact physique (ultra-sons) Sans contact avec le sol, mais plus sensible aux températures élevées.

15 Les poutres enjambeuses 18 m Longueur variable entre 12 et 18 et mètres. Elle prend sa référence en amont du finisseur ainsi que sur le tapis répandu en aval de la table. La relation des écarts de ces deux ensembles est transmise par deux éléments qui sont articulés en leur axe. Le palpeur va donc lire la variation de ces valeurs pour corriger le nivellement dans le profil en long.

16 Guidage automatique des finisseurs sur fils Distance inter- potences < 10 m(6 à 7 m) Inconvénients : - Mise en place des potences et des fils - Maintenir la tension des fils - Coût supplémentaire Fil et potence

17 Guidage automatique des finisseurs par plan laser - un plan + une pente - 1 ou 2 mâts récepteurs sur 1 ou plusieurs engins - calcul des positions table / plan - action sur les vérins Récepteurs sur mâts Laser tournant Plusieurs machines peuvent être équipées sur un même chantier

18 Mode de guidage longitudinal en fonction de l épaisseur de la couche d enrobés Mode Épaisseur d application en cm De guidage < 3 cm 3 à 5 cm 5 à 10 cm > 10 cm Vis calées Poutres courtes Poutres enjambeuses Fils Laser

19 Apports du guide technique Résultats statistiques sur une série de chantiers

20 Guidage automatique des finisseurs par système DPS Objectif : Asservir l altimétrie et la pente de la table du finisseur en temps réel par rapport au projet mathématique Principe : - Sur la machine : un prisme 360 monté sur un mât solidaire d un des bras de la table ( 4 m ) un inclinomètre un ordinateur avec logiciel de calcul un automate de régulation - En un point connu de la polygonale : un théodolite vidéo-asservi en station

21 Guidage automatique des finisseurs par système DPS Fonctionnement : 1- L ordinateur «connait» la géométrie du projet (points X,Y,Z tous les 5 m, profils en travers fictifs avec dévers) par enregistrement d un fichier 2- Le théodolite mesure en permanence la position de la machine en 3 D et envoie les paramètres à l ordinateur 3- L ordinateur calcule en temps réel le différentiel entre ces paramètres et ceux du projet (plage maximale 300 m) 4- L automate de régulation traduit les écarts mesurés en commandes hydrauliques sur les vérins

22 Tableau comparatif FIL / PLAN LASER / DPS FIL PLAN LASER DPS Avantages - référence visuelle - référence pour la direction de l engin - travail possible par tout temps - adapté pour plates-formes - peut guider plusieurs engins àla fois - donne coordonnées X, Y, Z - personnel topo qualifié - matériel topo agréé - mise en œuvre rapide, souple - acquisition des données de guidage du finisseur - contrôle de conformité facilité Inconvénients - en cours d abandon - implantation fils et potences - coût élevé - obstacle dangereux - risque d erreurs humaines - travail sur un plan, ne donne pas les coordonnées X, Y - doit être associé à un fil ou GPS - perturbé par les écrans - 2 émetteurs pour linéaires > 400 m - polygonale très précise - matériel sensible à l eau et au brouillard - perturbé par les écrans - 2 émetteurs pour linéaires > 400 m - 1 DPS = 1 prisme = 1 engin

23 En résumé Modes de guidage Fils, Plan laser, DPS Poutres enjambeuses Plan laser, DPS Poutres courtes Vis calées Influences prépondérantes Ateliers Répandage Répandage Compactage Répandage Compactage Guidage Gammes d ondes concernées GO OM PO

24 En résumé Modes de guidage Plates formes Couches de forme Couches d assise Couches liaison Couches roulement Fils, Plan laser, DPS Poutres enjambeuses Plan laser, DPS Poutres courtes Vis calées

25 Défauts d uni générés lors du compactage Apparition de bourrelets à l'avant des billes Causes : Absence de couche d accrochage, Surdosage en gravillons 2/4 ou 4/6 Trop grande maniabilité de l enrobé ( formulation : granularité trop fine, teneur en liant élevée) Le compacteur est trop lourd

26 Evolutions permettant d améliorer l uni (1) Système VARIOMATIC (BOMAG) : Adaptation automatique de l amplitude suivant la rigidité de la couche compactée - Capteurs d accélération situé sur la bille avant qui mesurent les modules de vibration - Avantages : Orientation automatique de l énergie de compactage suivant la progression de celui-ci (Evite les effets rebonds). Amélioration de l uni et de la macrorugosité (cf constructeur)

27 Evolutions permettant d améliorer l uni (2) Système oscillatoire (HAMM) : Deux masses tournent dans le même sens. Création d un moment autour de l axe de la bille. Le changement de direction du moment d excentrique provoque l oscillation de la bille. Les forces tangentielles sont transmises vers le bas dans le sol.

28 Evolutions permettant d améliorer l uni (3) Haute fréquence (Dynapac) : Petite amplitude associée à une fréquence élevée (60-70 hz) Avantages : Amélioration de la qualité de l uni (rapprochement de points d impact) Amélioration de la macrorugosité (compactage moins agressif)