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techniques et méthodesdes laboratoires des ponts et chaussées
Guide technique
L'emploi des finisseurs
pour le répandage des matériaux
de couches de chaussées
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Contact : [email protected]
L’emploi des fi nisseurs
pour le répandage des matériaux
de couches de chaussées
Guide technique
Février 2002
Laboratoire Central des Ponts et Chaussées
58, bd Lefebvre, F 75732 Paris Cedex 15
Ce document a été rédigé par :
Marie-Line GALLENNE (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées),Jean BAUER (Laboratoire Régional du Laboratoire de Rouen),Guy COUGOUIL (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées),Jean-Claude DUROS (Laboratoire Régional du Laboratoire de Saint-Brieuc),Daniel JULE (Laboratoire Régional du Laboratoire de Blois),Jean-Claude VALEUX (Centre d’Études et de Recherches de Rouen),Bernard GUIEYSSE (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées).
Pour commander cet ouvrage :
Laboratoire Central des Ponts et Chaussées
DISTC-Diffusion des éditions
58, boulevard LefebvreF-75732 PARIS CEDEX 15Téléphone : 01 40 43 50 20Télécopie : 01 40 43 54 95Internet : http://www.lcpc.fr
Prix : 35 € HT
En couverture : Représentation des éléments essentiels du fi nisseur.
Ce guide a été rédigé entre 2001 et 2002. Il n'a pas fait l'objet de révisions depuis cette date.
Ce document est propriété du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées et ne peut être reproduit, même partiellement, sans l’autorisation de son directeur général (ou de ses représentants autorisés).
© 2008 - LCPCISSN 1151-1516
ISBN 978-2-7208-2538-7N° DOI/Crossref 10.3829/gt-gtfi nis-fr
3
SOMMAIRE1. INTRODUCTION .................................................................................................................................................... 5
1.1. OBJECTIFS ........................................................................................................................................................... 51.2. UTILISATION DU FINISSEUR ................................................................................................................................. 5
2. ADEQUATION DU FINISSEUR AU CHANTIER............................................................................................... 7
2.1. INTRODUCTION .................................................................................................................................................... 72.2. CATEGORIES D’ATELIER DE REPANDAGE ............................................................................................................. 8
2.2.1. Les types de tracteur ................................................................................................................................... 82.2.2. Les types de table........................................................................................................................................ 9
2.2.3. Système de guidage................................................................................................................................... 112.2.4. Equipements spécifiques ........................................................................................................................... 15
2.2.5. Mode d’alimentation du finisseur ............................................................................................................. 15
2.3. FICHE DESCRIPTIVE DU FINISSEUR ..................................................................................................................... 162.4. DEFINITION DU TYPE DE CHANTIER VIS A VIS DES SPECIFICITES DE MISE EN OEUVRE......................................... 18
2.4.1. Niveau de Service de la chaussée ............................................................................................................. 18
2.4.2. Type de couche.......................................................................................................................................... 182.4.3. Taille du chantier...................................................................................................................................... 18
2.4.4. Cadence de la réalisation ......................................................................................................................... 18
2.4.5. Cas particuliers de mise en œuvre ............................................................................................................ 192.5. SUGGESTION D’ATELIER DE REPANDAGE EN FONCTION DU CHANTIER ............................................................... 19
2.5.1. Le tracteur ................................................................................................................................................ 192.5.1.1. Le train de roulement..............................................................................................................................................192.5.1.2. Adéquation du tracteur à la pente longitudinale......................................................................................................192.5.1.3. Type de tracteur en fonction de la largeur d’application et de l’épaisseur de mise en œuvre ................................19
2.5.2. La table ..................................................................................................................................................... 202.5.2.1. Adéquation de la table à la largeur d’application....................................................................................................202.5.2.2. Adéquation de la table à l’épaisseur de la couche et à la déformation du support ..................................................20
2.5.3. Le système de guidage .............................................................................................................................. 212.5.3.1. Adéquation du système de guidage au profil en long .............................................................................................212.5.3.2. Adéquation du système de guidage au profil en travers..........................................................................................22
2.5.4. Equipements spéciaux............................................................................................................................... 23
2.5.5. Mode d’alimentation................................................................................................................................. 23
2.5.6. Adéquation de l’atelier de répandage au chantier : tableaux de synthèse ............................................... 242.5.6.1. Train de roulement du finisseur ..............................................................................................................................242.5.6.2. Tracteur du finisseur ...............................................................................................................................................252.5.6.3. Table du finisseur ...................................................................................................................................................252.5.6.4. Système de guidage longitudinal ............................................................................................................................252.5.6.5. Système de guidage transversal ..............................................................................................................................262.5.6.6. Mode d’alimentation...............................................................................................................................................26
2.5.7. Exemple de choix du finisseur et de ses équipements en fonction du cas de chantier .............................. 272.5.7.1. Cas de chantier:.......................................................................................................................................................272.5.7.2. Caractéristiques correspondantes du finisseur et de ses équipements .....................................................................27
3. PREPARATION DU MATERIEL AUX BESOINS DU CHANTIER............................................................... 28
3.1. OBJECTIFS ......................................................................................................................................................... 283.2. MISE A NIVEAU DU FINISSEUR EN ATELIER......................................................................................................... 28
3.2.1. Eléments à réviser..................................................................................................................................... 283.2.2. Moteur et éléments de sécurité ................................................................................................................. 28
3.2.3. Pièces d'usure ........................................................................................................................................... 29
3.3. VERIFICATIONS DU FINISSEUR AU DEMARRAGE ................................................................................................. 293.3.1. Vérifications sur le tracteur ...................................................................................................................... 29
3.3.2. Vérifications de la partie alimentation ..................................................................................................... 30
3.3.3. Vérifications sur la table.......................................................................................................................... 323.3.4. Vérifications sur le système de guidage.................................................................................................... 33
3.4. VERIFICATION DE L'ETAT DU FINISSEUR............................................................................................................. 34
4. REGLAGES DU FINISSEUR POUR LA MISE EN ŒUVRE DE LA COUCHE ........................................... 36
4.1. OBJECTIF ........................................................................................................................................................... 364.2. OBTENTION DE L’EPAISSEUR ............................................................................................................................. 36
4.2.1. Commandes disponibles............................................................................................................................ 36
4
4.2.2. Réglage de l’épaisseur.............................................................................................................................. 37
4.2.3. Réglage supplémentaire pour une table extensible.................................................................................. 394.3. OBTENTION DE LA PRECOMPACITE .................................................................................................................... 40
4.3.1. Commandes disponibles............................................................................................................................ 40
4.3.2. Réglage de la vitesse de travail................................................................................................................. 404.3.3. Réglage des dameurs ................................................................................................................................ 41
4.3.4. Réglage des vibreurs................................................................................................................................. 42
4.4. 4 REGLAGES DE L’ALIMENTATION EN MATERIAU .............................................................................................. 434.4.1. Organes de commandes ............................................................................................................................ 43
4.4.2. Réglage des asservissements..................................................................................................................... 44
4.5. ASPECT VISUEL DE LA SURFACE DE REPANDAGE ............................................................................................... 454.5.1. Paramètres influents ................................................................................................................................. 45
4.5.2. Réglage de la température ........................................................................................................................ 454.6. OBTENTION DES PROFILS ET DE L’UNI................................................................................................................ 46
4.6.1. Types de réglages...................................................................................................................................... 46
4.6.2. Respect du profil en travers ...................................................................................................................... 464.6.3. Respect du profil en long .......................................................................................................................... 46
4.6.4. Réglage du système de guidage ................................................................................................................ 464.6.4.1. Notations.................................................................................................................................................................464.6.4.2. Réglages des organes de commande du finisseur ...................................................................................................464.6.4.3. Réglage du MNL ....................................................................................................................................................474.6.4.4. Réglage du moniteur de nivellement transversal ....................................................................................................484.6.4.5. Réglage des références de guidage .........................................................................................................................50
4.7. VERIFICATION DES POINTS DE FONCTIONNEMENT.............................................................................................. 514.7.1. Valeur des réglages .................................................................................................................................. 514.7.2. Calibrage des indicateurs du finisseur ..................................................................................................... 52
4.7.3. Vérification des réglages .......................................................................................................................... 53
4.7.4. Ajustement des réglages............................................................................................................................ 53
5. CONDUITE............................................................................................................................................................. 55
5.1. OBJECTIFS ......................................................................................................................................................... 555.1.1. Principe de base........................................................................................................................................ 555.1.2. Effet d’une modification de réglage.......................................................................................................... 55
5.2. PRISE EN COMPTE D’UNE DERIVE D’EPAISSEUR.................................................................................................. 565.2.1. Origine possible d’une dérive en épaisseur .............................................................................................. 565.2.2. Modification de l’épaisseur ...................................................................................................................... 57
5.3. PRISE EN COMPTE D’UNE DERIVE EN PRECOMPACITE ......................................................................................... 595.3.1. Origine possible d’une dérive en précompacité........................................................................................ 595.3.2. Modification de la précompacité .............................................................................................................. 60
5.4. PRISE EN COMPTE D’UNE DERIVE DU PROFIL EN TRAVERS.................................................................................. 615.4.1. Origine possible d’une dérive du profil en travers ................................................................................... 615.4.2. Modification du profil en travers .............................................................................................................. 61
5.4.2.1. - cas 1......................................................................................................................................................................615.4.2.2. - cas 2......................................................................................................................................................................615.4.2.3. - cas 3......................................................................................................................................................................61
5.5. PRISE EN COMPTE D’UNE DERIVE EN UNI............................................................................................................ 615.5.1. Origine possible d’une dérive en uni ........................................................................................................ 61
5.5.2. Correction de l’uni.................................................................................................................................... 625.6. PRISE EN COMPTE D'UN MAUVAIS ASPECT DE SURFACE...................................................................................... 62
6. BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................................................. 63
7. PROCEDURES....................................................................................................................................................... 64
7.1. VERIFICATION DE LA VITESSE DE TRANSLATION DU FINISSEUR.......................................................................... 647.2. VERIFICATION DE LA FREQUENCE DES DAMEURS ET DES VIBREURS .................................................................. 647.3. VERIFICATION DE L’EPAISSEUR D’ENROBES MISE EN ŒUVRE ............................................................................. 657.4. VERIFICATION DU TAUX DE PRECOMPACTAGE ET DE LA PRECOMPACITE ........................................................... 667.5. VERIFICATION DE L'ANGLE D'INCIDENCE ........................................................................................................... 687.6. VERIFICATION DU CONTRE POIDS DU PALPEUR DU MONITEUR LONGITUDINAL DE NIVELLEMENT ...................... 697.7. VERIFICATION DE LA TENSION DU FIL DE GUIDAGE............................................................................................ 697.8. VERIFICATION DE LA VITESSE DE MONTEE ET DE DESCENTE DES VERINS DE NIVELLEMENT ET DE LEUR
DEPHASAGE. .................................................................................................................................................................. 707.9. VERIFICATION DU MONITEUR DE NIVELLEMENT TRANSVERSAL OU “ PENDULE ”. ........................................... 717.10. VERIFICATION DE LA PLAGE MORTE DU MONITEUR DE NIVELLEMENT LONGITUDINAL.................................. 72
5
1. INTRODUCTION
1.1. Objectifs
L'objectif de ce document est de fournir des indications à l’ensemble de la profession routière (maîtrise d’œuvre, entreprise, laboratoire de contrôle, …) concernant l'emploi du finisseur et de ses équipements. Appuyé sur un ensemble de connaissances issues de la recherche, mais aussi de l’expérience
pratique, il suit un plan calqué sur le déroulement d’un chantier:
L’étude du marché;
la préparation du chantier;
la réalisation du chantier:.
Les termes propres au finisseur ne sont pas définis dans ce guide, car ils figurent dans la norme relative à la terminologie et à la définition des performances du finisseur : NFP 98-702-1.
1.2. Utilisation du finisseur
Le finisseur a pour fonction principale de répandre, de régler et de compacter par la table, en une seule passe, les matériaux de chaussées, préalablement déversés dans la trémie de réception. Dans la suite du texte, on appellera précompactage, le serrage assuré par la table du finisseur.
Ces opérations regroupées et rapidement menées en font l’engin adapté pour la mise en œuvre:
des produits chauds (enrobés), car dans ce cas le refroidissement est limité (photo 1-1); d’éventuels matériaux à évolution rapide (enrobés spéciaux à l’émulsion); de toute couche de chaussée de matériaux de granulométrie 0/4 à 0/30 mm en épaisseur compatible avec les caractéristiques du finisseur : par exemple enrobés à l’émulsion, grave émulsion, grave et sable ciment ou laitier, béton compacté, béton poreux.
Cependant, on note un usage assez limité du finisseur pour la mise en œuvre de matériaux traités aux liants hydrauliques, du fait d’une abrasion plus importante des éléments d’usure.
Les couches appliquées à l’aide d’un finisseur présentent, au compactage près, les caractéristiques géométriques finales.
6
Photo 1-1 : Mise en œuvre de matériaux chauds au finisseur
7
2. ADEQUATION DU FINISSEUR AU CHANTIER
2.1. Introduction
Bien avant que le chantier ne démarre, il est intéressant de connaître le matériel qui réalisera le chantier, que ce soit lors de la préparation de l'offre avec l'établissement du SOPAQ ou au moment de la rédaction du PAQ (Plan d'assurance Qualité). L’objectif de ce chapitre est de distinguer plusieurs catégories de finisseurs, de façon à proposer un éventail de matériels les mieux adaptés au chantier. Trois aspects seront ainsi traités dans ce chapitre : les catégories de matériels, l'énumération des contraintes du chantier qui vont influer sur le choix du matériel et enfin une suggestion d'adéquation entre le matériel et le chantier.
Les catégories de finisseur dépendent des performances de ses éléments constitutifs (figure 2-1) et de ses équipements:
le tracteur; la table; le système de guidage; les équipements particuliers; le type d’alimentation.
Parmi l'ensemble des caractéristiques du chantier, seules quelques une d'entre elles intéressent la mise en œuvre au finisseur, les principales sont les suivantes:
la pente longitudinale; l’épaisseur et la largeur de pose; la déformation du profil support; le débit de fabrication.
TracteurBras de nivellementTable
1 Poste de conduite2 Trémie3 Chenilles (ou pneus)4 Groupe de puissance5 Vérin de nivellement
Figure 2.1 : schématisation des éléments constitutifs du finisseur
8
2.2. Catégories d’atelier de répandage
L’atelier de répandage est constitué : d’un ensemble d’alimentation (généralement formé d’un parc de camions quelquefois complété d’un alimentateur), d’un finisseur (composé d’un tracteur et d’une table), d’un système de guidage (comprenant différentes références de guidage et des moniteurs de nivellement) et parfois d’équipements spécifiques. La variété des matériels et la diversité des organes qui les constituent, rendent l’opération de tri difficile. Ce chapitre rappelle les principaux éléments dimensionnant de l’aptitude et de la facilité d’un atelier de répandage à réaliser les travaux.
2.2.1. Les types de tracteur
Les caractéristiques retenues sont: ses performances; et son train de roulement (photos 2-1 et 2-2).
Photo 2-1 : Train de roulement sur chenilles Photo 2-2 : train de roulement sur pneus
Les performances considérées sont: la puissance motrice, parce qu’elle permet au finisseur, parfois en pleine charge, de pousser un camion en côte; la masse du finisseur, qui conditionne la stabilité du matériel et sa pression au sol;le débit d’alimentation, qui détermine le nombre de finisseurs nécessaire pour l’application de la quantité fabriquée; la régulation de l’alimentation (figure 2-2).
Figure 2.2: Exemple de régulation de l’alimentation: des convoyeurs et des vis.
Ultrason
Ultrason
Palpeursde veine
9
Le parc actuel de finisseurs peut être représenté selon trois groupes en fonction des critères définis dans le tableau 2-1. Le train de roulement n’intervient pas dans cette proposition, puisqu’il peut être choisi indépendamment.
Catégorie Puissance en kW
Masseen t
Débiten t/h
Régulation de l’alimentation
T1 < 75 < 12,5 < 430 Non
T2 compris entre 75 et 120
comprise entre 12,5 et 20
comprise entre 430 et 705
Oui
T3 > 120 >20 > 705 Oui
Tableau 2-1 : Catégories de tracteur de finisseur
2.2.2. Les types de table
Les types de table se différencient selon deux critères relatifs aux moyens de précompactage et à la présence éventuelle d’automatismes (tableau 2-2). Les principaux moyens de précompactage de la table sont les dameurs et les vibreurs (figure 2-3). La possibilité de faire varier en marche la largeur de la table (table extensible : figure 2-4 et photo 2-3) peut être choisie indépendamment en fonction du cas de chantier. Le type de chauffage n'est pas en général, considéré comme un facteur déterminant de son choix. Seuls les deux premiers aspects sont pris en compte dans la répartition proposée ci-dessous.
Catégorie Type deprécompactage
Automatismes
DVDameur et
VibreurBlocage table +
Arrêt simultané vibration / avancement
HPCHPC (Haut Pouvoir de
Compactage) Blocage table +
Arrêt simultané vibration / avancement Tableau 2-2 : Catégories de la table
Une table est dite "à Haut Pouvoir de Compactage" si, d'une part, elle est vibrante avec dameurs et si, d'autre part, elle possède des éléments supplémentaires tels qu'un second dameur, des plaques de pression à l'arrière ou tout autre système constitué de l'un et/ou de l'autre de ces éléments.
Certaines tables ne sont équipées que de dameurs ou de vibreurs ; leur nombre en France étant très réduit, il n'en est pas tenu compte ici.
Les automatismes principaux d’une table de finisseur sont les suivants:
blocage altimétrique de la table à l’arrêt du finisseur; arrêt simultané de l’avancement du finisseur et des moteurs des dameurs et des vibreurs;régulation de la vitesse de rotation des dameurs et des vibreurs; chauffage de la table, progressif et régulé en plusieurs points; lestage ou délestage de la table (figure 2-5).
10
1
5
1 Vibreur2 Dameur3 Plaque lisseuse4 Bouclier5 Caisson chauffage
SENS DE TRAVAIL
4
2
3
Figure 2.3 : Schématisation des éléments constitutifs de la table du finisseur
Figure 2.4 : Schématisation du réglage de
la table extensible
Figure 2.5 : schématisation du lestage
Photo 2-3 : Extension d’une table extensible
11
2.2.3. Système de guidage
Le système de guidage permet d’asservir, de façon indirecte, l’altimétrie de la table du finisseur, par une commande des vérins de nivellement sur lesquels sont fixés les points d'attache (figure 2-6).
Figure 2.6 : Représentation des éléments essentiels du finisseur
Le système de guidage comporte (figure 2-7):
un moniteur de nivellement longitudinal équipé d’un capteur et de son support fixé au bras de nivellement; une référence de guidage.
Figure 2.7 : Schématisation des éléments constitutifs d’un système de guidage
Pour le répandage d'une couche de chaussée, trois modes de pilotage peuvent être adaptés:
mode manuel: les points d’attache des bras sont commandés manuellement; mode "vis calées": en régime stabilisé, les hauteurs des points d’attache sont maintenues constantes; mode automatique: la hauteur des points d’attache est asservie à un système de guidage altimétrique.
Référence
Capteur de détection de la référence
Moniteur de nivellement
Bras de nivellement
Table
Point d’attache
Vérin de nivellement
12
Dans ce dernier cas, le point du bras rattaché au moniteur de nivellement est maintenu à l’altitude définie par la référence de guidage.
La référence de guidage peut être:
un ouvrage particulier (sol support, couche latérale, bordure de trottoir, etc.), alors la référence peut être suivie par l’un des systèmes suivants:
système court: longueur d’auscultation inférieure à 2,5 mètres (photos 2-4, 2-5 et 2-6); système à poutre rigide dont la longueur est supérieure à 2,5 mètres; système à poutre enjambeuse prenant appui simultanément à l'avant sur le sol support et à l'arrière sur la couche répandue (photo 2-7);
une référence spatiale (fils tendus, LASER, systèmes GPS ou DPS), la référence est alors suivie par des capteurs adaptés à la technique retenue (photos 2-8 et 2-9).
Photo 2-4 : Finisseur en grande largeur équipé d’un moniteur de nivellement
et d’un ski à gauche de la table
13
Photo 2-5 : moniteur de nivellement Photo 2-6 : capteur ultrason détectant la
équipé d’un capteur ultrason détectant couche adjacente, les ondes ultra sonores
la couche adjacente sont schématisées
Photo 2-7 : Poutre enjambeuse
14
Photo 2-8 : Moniteur de nivellement équipé Photo 2-9 : mât télescopique servant de
d’un palpeur posé sur un fil tendu capteur pour le guidage par LASER
Ce type de guidage longitudinal peut s'appliquer aux deux points d'attache ou d'un seul côté. Dans ce dernier cas, l'autre côté peut être asservi par un système de guidage transversal, qui dispose d’un moniteur de nivellement transversal appelé quelquefois pendule ou correcteur de dévers.
Les systèmes de guidage ne sont pas distingués en fonction de leur performance, mais simplement identifiés de façon à les préconiser en fonction du cas de chantier.
En pratique, il est commode de distinguer les cas qui figurent dans le tableau 2-3. Ces derniers sont codifiés pour être plus facilement repris dans le chapitre 2-4.
Catégorie Guidage sur ouvrage particulier Guidage avec une référence spatiale1 PC : Poutre courte (2.5 l* 12 m) F: Fil 2 PE : Poutre enjambeuse L : LASER
* l : longueur de la poutre Tableau 2-3: Catégories et codification des systèmes de guidage.
Les systèmes GPS ou DPS sont encore peu répandus ; par conséquent nous ne citons que le LASER.
15
2.2.4. Equipements spécifiques
A l'occasion de chantiers spécifiques, deux équipements particuliers et intéressants (au moment où paraît ce guide) peuvent être installés sur le finisseur, il s'agit:
D'une rampe intégrée pour l'application de la couche d'accrochage par le finisseur;D'un système de contrôle interne de la mise en œuvre (photo 2-10).
Photo 2-10 : Exemple de système de contrôle interne
2.2.5. Mode d’alimentation du finisseur
L’alimentation du finisseur ne fait pas partie de la machine, mais elle intervient fortement sur la qualité de la mise en œuvre et sur le rendement de l’application (cf. chapitre 4-4-2). Elle sera donc identifiée en fonction du débit souhaité pour l’atelier composé de l’alimentateur et du finisseur. Trois modes d’alimentation existent:
classique, c'est à dire sans matériel intermédiaire entre les camions et la trémie du finisseur;par profileur et élévateur de cordon (photo 2-11); par alimentateur continu. Une trémie de réception des matériaux complète généralement celui - ci, elle est installée dans la trémie du finisseur (photo 2-12).
16
Photo 2-11 : élévateur de cordon
Photo 2-12 : alimentateur continu
L’alimentateur continu est défini comme le matériel qui réceptionne les camions chargés de matériau et qui alimente le répandeur, et ce avec le moins d’arrêts possible.
2.3. Fiche descriptive du finisseur
Une fiche descriptive du finisseur est proposée. Son objectif est d’obtenir auprès des constructeurs de matériels, une description homogène des valeurs et domaines de variation des principaux organes définissant le matériel et ses performances. Elle est bien entendu conçue de manière à permettre de renseigner les rubriques définies en 2.2.
17
FICHE DESCRIPTIVE DU FINISSEUR
Identifiant Date N° de dossier
TRACTEUR CATÉGORIE
Constructeur Type Année
Train de roulement Pneus Chenilles
Puissance moteur Masse à vide
Largeur du tracteur (m) Longueur du tracteur (m)
Capacité de la trémie (t) Débit théorique maximal (t/h)
TABLE CATÉGORIE
Constructeur Type Année
Masse (t) Fixe Extensible
Largeur maxi de travail (m) Epaisseur maximale (cm)
Longueur de planage (cm)
Dameurs Course (mm) Fréquence maxi (tr/min)
Vibreurs Amplitude (mm)
Fréquence maxi (tr/min)
Autre système compactant
Caractéris-tique 1
Caractéris-tique 2
Mode de chauffage
AUTOMATISMES ET REGLAGES
Hauteur de vis réglable
Alimentations gauche et droite indépendantes
Blocage de la table
Automatismes de l'alimentation Mode proportionnel
Mode tout ou rien Autre
Arrêt simultané de la vibration et de la translation
Régulation du chauffage de la table
Système de contrôle interne Type
SYSTEMES DE GUIDAGE ADAPTABLES
MNL : Moniteur de nivellement longitudinal / MNT : Moniteur de nivellement transversal
MNL Type MNT Type
Configuration MNL seul MNT seul
MNL + MNL MNL + MNT
Ski Longueur (cm)
Poutre Marque Longueur totale (m)
Longueur avant (m) Longueur arrière (m)
Type de liaison entre la poutre et le sol
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2.4. Définition du type de chantier vis à vis des spécificités de mise en oeuvre
Les paramètres principaux, intervenant dans la définition d’un cas de chantier du point de vue de la mise en œuvre, sont :
le niveau de service de la chaussée, ( vitesse maximale autorisée ); le type de couche; la taille du chantier; la cadence de réalisation; la pente longitudinale; la largeur et l'épaisseur d'application; la déformation du support;
Certains d’entre eux sont définis ci-après.
2.4.1. Niveau de Service de la chaussée
Les niveaux de service sont identifiés par la vitesse autorisée des véhicules sur la chaussée en service ; soit :
130 km/h (Chaussée autoroutière); 110 km/h (Chaussée autoroutière); 90 km/h (Chaussée routière); 50 km/h (Chaussée urbaine).
2.4.2. Type de couche
Les couches sont différenciées par leur position dans la structure ou leur utilisation : Roulement;Reprofilage;Liaison;Base;fondation.
2.4.3. Taille du chantier
Les grands et les petits chantiers sont définis par la quantité totale de matériaux mis en œuvre. Dans le contexte actuel, on distingue :
grand chantier: > 5 000 t; petit chantier : < 5 000 t.
2.4.4. Cadence de la réalisation
La cadence d’avancement de l’application est différenciée de la façon suivante : inférieure à 1000 t/j;comprise entre 1000 et 2000 t/j; supérieure à 2000 t/j.
19
2.4.5. Cas particuliers de mise en œuvre
Ce sont par exemple les travaux en milieu urbain, les cas où l’on formule des exigences particulières de qualité, ceux où l’on redoute des conditions climatiques défavorables ou encore les travaux de nuit.
2.5. Suggestion d’atelier de répandage en fonction du chantier
Ce chapitre suggère un cadre et quelques critères pour optimiser l’adéquation du finisseur au cas de chantier. Rien ne garantit que la solution soit unique, des circonstances ou des équipements particuliers, qu’il est impossible de prévoir ici, peuvent conduire à un atelier différent de celui proposé.
2.5.1. Le tracteur
2.5.1.1. Le train de roulement
En général, l'utilisation du finisseur à pneus convient aux chantiers définis dans le tableau 2-4.
Niveau de service (km/h) Cadence (t/j) Taille du chantier (t) Pente longitudinale
50 Faible (<1000) Petite (<5000) < 5 % Tableau 2-4: Cas d’utilisation du finisseur sur pneus.
2.5.1.2. Adéquation du tracteur à la pente longitudinale
Le tableau 2-5 définit la Catégorie minimale en fonction de la pente longitudinale.
pente longitudinale (en %) > 10 % comprise entre 5 et 10 % < 5 %
Catégorie (tableau 2.1.) et train de roulement du tracteur
T3 C* T2 C ou T3 C T1
: C signifie que le train de roulement préconisé est constitué de chenilles. Tableau 2-5: Adéquation du train de roulement du tracteur à la pente longitudinale
Lorsque la pente longitudinale est comprise entre 5 et 10% et que la cadence du chantier est grande (>1000 t/j), un tracteur de type T3C est plus adapté. Si le niveau de service est de 50km/h et la taille de chantier inférieure à 5000 t, un tracteur de Catégorie 1 peut suffire pour une pente inférieure à 7%.
2.5.1.3. Type de tracteur en fonction de la largeur d’application et de l’épaisseur de mise en œuvre
Le tableau 2-6 propose des catégories de tracteur adaptées à l’épaisseur et la largeur de répandage.
20
Largeur d’application ( en mètres) Catégories de tracteur et de train de roulement (tableau 2.1.) proposées < 5 m compris entre 5 et 8 m > 8 m
Epaisseur < 10 cm T1 (1) T2 (1) T2 C (2)d’applicationcompactée
comprise entre 10 et 20 cm T2 (1) T3 C T3 C
en cm > 20 cm T3 C T3 C T3 C
Tableau 2-6 : Adéquation du train de roulement et du tracteur à l’épaisseur et à la largeur
d’application.(1) : il est préférable que le tracteur soit sur chenilles pour un niveau de service de 110 ou 130 km/h, (2) : si la cadence est supérieure à 2000 t/j, la catégorie T3C sera plus adapté.
2.5.2. La table
Les principaux critères d’adéquation de la table au chantier dépendent de l’épaisseur et de la largeur d’application, ainsi que du niveau de déformation (suivant les profils en long et en travers) de la couche support.
2.5.2.1. Adéquation de la table à la largeur d’application
Deux types de tables sont utilisés:
- fixes: la largeur est réglable à l’arrêt en fixant rigidement des extensions sur la table mère;
- extensibles: la largeur est réglable en marche grâce à des extensions hydrauliques.
Leur choix dépend de la largeur d’application (tableau 2-7). Dans le cas d'une faible variation de la largeur, il est possible d'utiliser une table fixe disposant d’un élément extensible en extrémité de table.
Largeur d'application Type de table proposé (Tableau 2.2.)
< 6 m table fixe ou extensible > 6m pas de table extensible (1) Tableau 2-7: Adéquation de table à la largeur d’application
(1) : particulièrement pour un niveau de service 110 ou 130 km/h.
2.5.2.2. Adéquation de la table à l’épaisseur de la couche et à la déformation du support
Un précompactage plus important permet de minimiser l'effet du compactage sur l’uni, c’est à dire la réapparition des défauts de planéité du support. L’ampleur des ces derniers est caractérisée par le niveau de déformation de la couche :
Déformation longitudinale : uni en petites ondes (PO) (pour les couches de liaison et de roulement seulement) ; Déformation transversale : indice de planéité (IP).
Les définitions des indicateurs précédents sont données dans les méthodes d’essai des LPC N° 46 (pour la déformation longitudinale) et 49 (pour la déformation transversale).
21
Le support est considéré comme:
peu déformé si IP < 4 ou PO > 5; moyennement déformé si 4 < IP < 8 ou 3 < PO < 5; très déformé si IP > 8 ou PO < 3.
Le tableau 2-8 définit les performances utiles de la table selon deux critères, l’épaisseur et le niveau de déformation du support afin d'optimiser le niveau d’uni de la couche répandue. Si la déformation du support n’est pas connue, ce choix sera établi en fonction de l’épaisseur de la couche.
Déformation du support Catégorie de la tableproposée (Tableau 2.2)
peu déformé moyen. déformé très déformé inconnu
Epaisseur < 3 DV DV DV DV
de la couche
Comprise entre 3 et 8 cm
DV DV HPC DV
compactée Comprise entre 8 et 15 cm
DV HPC (1) HPC (1) DV
en cm > 15 HPC (1) HPC (1) HPC (1) HPC (1)
Tableau 2-8: Adéquation de la table à l’épaisseur et à la déformation du support. (1) : Pour le répandage des couches de base et de fondation et un réseau dont la vitesse autorisée est
de 110 km/h, une table DV peut être utilisée, les réglages de la table doivent être adaptés.
2.5.3. Le système de guidage
L’adéquation des différents modes de guidage dépend essentiellement du niveau de service et du type de couche.
2.5.3.1. Adéquation du système de guidage au profil en long
Pour ce chapitre, le lecteur peut s’appuyer sur les préconisations du guide technique pour l'application de la circulaire N°2000-36 du 22 mai 2000. Ce guide explicite, en fonction du niveau d’uni à atteindre, le mode de guidage le plus adapté.
Le tableau 2-9 synthétise les différentes propositions. Lorsque le finisseur n’est pas guidé et qu’il fonctionne en mode manuel ou « vis calées », le terme "sans" est utilisé. Certains cas peuvent paraître non réalistes, en fait il faut assimiler le type de couche à son emplacement dans la chaussée. La couche de roulement correspond à la dernière couche mise en œuvre au finisseur, si elle est recouverte d'enduits superficiels ou d'enrobés coulés à froid, ceux – ci ne sont pas considérés comme une couche puisqu'ils ne contribuent pas à une modification notable de l'uni.
Dans les paragraphes suivants, les notations MO et GO sont utilisées, MO signifie moyennes ondes et GO grandes ondes, pour de plus amples précisions, se reporter à la méthode d’essai N°46.
22
Type de coucheType de guidage du finisseur proposé
(Tableau 2.3.)Roulement Liaison Base Fondation Reprofilage
e 3 sans sans sans PC ou F (5)
3 < e 5 sans (1) ou PC (2)
PC (2) ou PE (3)
PC PE ou F (5)
5 < e < 10 PC PE PE ou F ou L (4)
PE ou F ou L (4)
PE ou F ou L (4)
Epaisseur
en
cm
e 10 PE PE PE ou F ou L (4)
PE ou F ou L (4)
PE ou F ou L (4)
Tableau 2-9: Adéquation du guidage à l’épaisseur et à la couche.
(1) : Si les modifications des réglages du finisseur sont nombreuses et que celui-ci ne dispose pas de système de contrôle interne pour suivre les variations provoquées, alors l’emploi d’un système de guidage est conseillé parce qu'il permet de diminuer les effets induits par les variations de réglage.
(2) : L’utilisation de la poutre convient au cas où les notes MO de la couche sous - jacente sont inférieures à 6.
(3) : Si les notes MO de la couche sous - jacente sont inférieures de plus de 2 points au niveau d’uni visé pour la couche de roulement, privilégier la poutre enjambeuse est sans doute préférable.
(4) : Le type de référence choisie dépend du niveau GO de la couche sous – jacente ; s’il est inférieur de 1 point ou plus au niveau d’uni visé, l’utilisation d’une référence de type fils ou laser est conseillée. Le choix entre le fil et le laser dépend de l’écart entre la valeur obtenue et la valeur visée, et de l’expérience de l’entreprise à utiliser ces procédés.
(5) : Le choix entre une référence par poutre ou par fils dépend de la position de la couche de reprofilage et des gains d’uni souhaités. S’il s’agit de gain en MO, l’utilisation de la poutre est favorable. S’il s’agit de gain GO, le fil est plus adapté . Si l'épaisseur moyenne prévue est faible, il faut que le matériau puisse être mis en œuvre en très faible épaisseur (moins de 1 cm), car l'emploi de ces deux références de guidage provoque des variations importantes de l'épaisseur.
L'utilisation de la poutre enjambeuse peut être rendue impossible pour des routes en lacet. Dans ce cas, elle pourra être remplacée par la poutre courte au cas il s’agit d’améliorer le niveau d’uni en MO, sinon la référence par fils peut être employée surtout s'il s'agit d'accroître le niveau d’uni en GO.
2.5.3.2. Adéquation du système de guidage au profil en travers
Le profil en travers peut être respecté à partir d'un guidage transversal du type correcteur de dévers (photo 2-13) ou à partir du réglage de l’écart altimétrique entre les deux points d’attache qui, eux - mêmes, peuvent être guidés longitudinalement.
23
Photo 2-13: Exemple d’un correcteur de dévers
Le choix du mode de guidage est fonction de la largeur d’application et du guidage longitudinal (tableau 2-10).
Largeur d’application Mode de guidage proposé
< 5 m correcteur de dévers
> 5 m vérification de la pente transversale, les deux points d’attache étant guidé longitudinalement
Tableau 2-10: Adéquation du mode de guidage transversal à la largeur de mise en œuvre
2.5.4. Equipements spéciaux
Pour les travaux urbains ou lorsqu’on cherche à garder les abords propres, l'usage de la rampe intégrée est bien adaptée. Lors de chantiers importants ou lorsque aucun système de guidage n’est utilisé, l'emploi d’un système de contrôle interne pour finisseur est approprié. D’une manière générale, ce type de système assure un meilleur suivi des réglages du finisseur.
2.5.5. Mode d’alimentation
Le choix du mode d’alimentation (tableau 2-11) est essentiellement conditionné par :
le débit de chantier, de façon à ce que la vitesse du finisseur soit acceptable (c. f. chapitre 4.4.2.); le niveau spécifié de qualité de l’uni (c. f. chapitre 2.2.5.).
24
Parmi les trois modes d’alimentation présentés au chapitre 2.2.5. : par camions, alimentation par cordon ou alimentateur continu, celui utilisé traditionnellement (par camions) convient dans un très grand nombre de cas. Même si le système d’alimentation n’a pas la même importance que le matériel de répandage ou de compactage sur le résultat final, le parc de camions doit toujours être adéquat au débit d’application.
Cependant, ce mode d’alimentation peut s’avérer insuffisant lorsque la cadence est très importante (> 2000 t/j) ou que l’enjeu du chantier le nécessite.
Dans tous les cas, tous les modes d’alimentation sont possibles, cependant certains sont conseillés plus particulièrement, comme l’indique le tableau 2-11.
Mode d’alimentation
proposé
Cadence < 1000 t / j Cadence comprise entre 1000 et 2000 t / j
cadence > 2000 t/j
Couches de surface
(Liaison ou roulement)
Par camions Par camions ou alimentateur continu
Alimentateur continu
Couches d’assises
(Base ou fondation)
Par camions
Ou par cordon
Par camions ou par cordon ou alimentateur
continu
Alimentateur continu ou par
cordon
Tableau 2-11: Adéquation du mode d’alimentation à la cadence et à la couche mise en oeuvre
L'alimentation par cordon fait appel à des matériels généralement issus d'ateliers d'entreprises routières. Ils ont été les précurseurs des alimentateurs continus en France. S'ils n'atteignent pas les performances de ces derniers, il peut être intéressant de les employer lorsque le risque de refroidissement du matériau est faible (taille de cordon importante et conditions météorologiques favorables) et que les arrêts du finisseur sont fréquents (distance entre deux arrêts inférieure à 10 m). Son utilisation en couches de surface peut cependant être source de problèmes, compte – tenu de la faible taille du cordon dans la plupart des cas.
Le choix de l'alimentateur continu permettra d'accroître les gains d'uni escomptés par l'atelier de répandage, pratiquement dans les trois bandes d'onde. Cependant l'amélioration sera plus sensible dans la gamme qui correspond aux arrêts du finisseur évités (par exemple si les arrêts évités étaient tous les 10 m, ce sont les moyennes ondes qui seront avantagées).
La taille du chantier est également un critère à prendre en compte. Pour un petit chantier (< 5000 T), il est difficile de déplacer des matériels encombrants et coûteux comme les profileurs et élévateurs de cordon et les alimentateurs continus. De plus, lorsque le temps de manœuvre des camions est restreint et l’arrêt du finisseur limité à 5 minutes, le mode d’alimentation traditionnel par camions, est acceptable dans de nombreux cas.
2.5.6. Adéquation de l’atelier de répandage au chantier : tableaux de synthèse
Dans les tableaux suivants, les possibilités de choix sont rappelées par un astérisque. Pour connaître la différentiation des différents cas se reporter aux chapitres 2-4-1 à 2-4-5.
2.5.6.1. Train de roulement du finisseur
L'emploi du finisseur sur pneus est proposé pour un tracteur T1 (c. f. tableau 2-12).
25
2.5.6.2. Tracteur du finisseur
Le tableau 2-12 propose différents choix de tracteur en adéquation avec des cas de chantiers.
Catégorie de tracteur
(Tableau 2.1)
Pente longitudinale en % largeur d’application (m) épaisseur (cm)
<5 5 à 10 >10 <5 5 à 8 >8 <10 10 à 20 >20
T1
T2
T3
Tableau 2-12 : Tableau de synthèse pour le choix du tracteur
2.5.6.3. Table du finisseur
Le tableau 2-13 présente les différentes possibilités de préconisation de type de table en adéquation avec la largeur d’application et le niveau de service.
largeur d’application en m niveau de service en km/h Type de table
<6 m >6 m < 110 110
Extensible
Fixe
Tableau 2-13 : Adéquation du type de table à la largeur d’application et au niveau de service
Pour mieux affiner les propositions du tableau 2-14, se reporter au chapitre 2-4-2.
Catégorie de table
(Tableau 2.2)
Epaisseurd’application (cm)
déformation du support niveau de service en
km/h
< 8 8 à 15 >15 P.D. (1) M.D.(2) T.D.(3) I.(4) < 110 110
DV
HPC
Tableau 2-14 : Adéquation de la table à l’épaisseur d’application, à la déformation du support
et le niveau de service(1) peu déformé, (2) moyennement déformé, (3) très déformé, (4) déformation inconnue
2.5.6.4. Système de guidage longitudinal
Différentes solutions de système de guidage (tableau 2-15) sont possibles, elles sont explicitées au chapitre 2-4-3-1.
26
épaisseur d’application en cm type de couche Mode de guidageproposé
(Tableau 2.3)
<3 3 à 5 5 à 10 >10 R L B F Rep
Sans
PC
PE
F
L
Tableau 2-15 : Adéquation du système de guidage longitudinal à l’épaisseur et à la couche
mises en oeuvre
2.5.6.5. Système de guidage transversal
Le tableau 2-16 reprend le type de guidage transversal proposé en fonction de la largeur d'application.
largeur d’application (m) Mode de guidage transversal proposé
<5 >5
correcteur dévers
vérification de la pente transversale
Tableau 2-16 : Adéquation du guidage transversal à la largeur d’application
2.5.6.6. Mode d’alimentation
Pour un choix plus précis du mode d'alimentation (tableau 2-17) se reporter au chapitre 2-4-5.
Mode d’alimentation proposé cadence t/j Type de couche
<1000 1000 à 2000 >2000 surface assise
Classique par camions
Profileur / élévateur de cordon
Alimentateur continu
Tableau 2-17 : Adéquation du mode d'alimentation à la cadence et à la couche mise en oeuvre
27
2.5.7. Exemple de choix du finisseur et de ses équipements en fonction du cas de
chantier
2.5.7.1. Cas de chantier:
Le chapitre 2.4. fournit les spécificités intéressantes d’un chantier pour la définition des matériels de mise en œuvre.
niveau de service: 110 Km/h; déformation du support: PD (Peu Déformé); pente = 4 %; taille chantier = 15 000 t.; cadence = 3 000 t/j pour chacune des couches; couche de base: épaisseur = 11cm couche de roulement: épaisseur = 4 cm largeur = 8 m.
2.5.7.2. Caractéristiques correspondantes du finisseur et de ses équipements
En appliquant la démarche proposée (cf tableaux de synthèse 2.12 à 2.17), les caractéristiques proposées sont les suivantes :
Tracteur: Catégorie T2 (parce que la largeur de répandage est comprise entre 5 et 8 m) Train de roulement : chenilles (le niveau de service n’est pas de 90 Km/h) Table DV et fixe (l’épaisseur la plus importante est de 11 cm et la largeur de répandage est supérieure à 6 m); système de guidage longitudinal : 2 Poutres enjambeuses pour la couche de base (lors de travaux en 2 couches, il n’y pas d’exigence de niveau GO sur la couche de roulement, dans ce cas les poutres enjambeuses sont adaptées), et 2 Poutres courtes ou sans guidage pour la couche de roulement (selon le résultat d'uni en moyennes ondes);système de guidage transversal: vérification de la pente en travers puisque les deux points d’attache sont asservis; choix du mode d’alimentation: alimentateur continu (compte – tenu de la cadence et si on veut utilisé le même matériel pour les deux couches).
28
3. PREPARATION DU MATERIEL AUX BESOINS DU CHANTIER
3.1. Objectifs
Ce chapitre énumère différentes opérations jugées utiles à la préparation du finisseur. Ceci comprend notamment: sa mise à niveau en atelier et sa vérification au démarrage du chantier. Ces deux étapes préalables et distinctes sont capitales car elles conditionnent la qualité de la mise en œuvre et diminuent le risque de pannes en cours de chantier.
3.2. Mise à niveau du finisseur en atelier
3.2.1. Eléments à réviser
Ce chapitre suggère la vérification d’éléments jugés importants pour la qualité de l'ouvrage. Il s’agit des parties constitutives du finisseur : moteur, train de roulement, l’ensemble d’approvisionnement du matériau sous la table, de la table et du dispositif de guidage. Cette mise à niveau vise le bon fonctionnement des différents organes, de leur usure, de leur possibilité de réglage futur.
Les tableaux (3.1. et 3.2.) récapitulent les principales actions élémentaires de mise à niveau, propose le moment d’intervention, ainsi que les moyens ou dispositifs à mettre en œuvre. La liste n’est pas exhaustive, et ces actions ne dispensent en aucun cas des réglages ou vérifications préconisées par le constructeur conformément au manuel d'utilisation et d’entretien et aux consignes de sécurité. Certains termes utilisés dans ces tableaux sont définis par la figure 3.2.
3.2.2. Moteur et éléments de sécurité
Elément
contrôlé
Type de
contrôleVérification Action possible
Moment
Huilehydraulique Pression
Vérifier le niveau d'huile hydraulique et la pression d'huile pour un fonctionnement correct des organes AC
Ensemble
MoteurVitesse de
rotation Compte tours
Vérifier la vitesse de rotation du moteur à régime maxi pour un fonctionnement correct des pompes et moteurs
AC
Alternateur
et turbine Tension Vérifier la tension des courroies d'alternateur et
turbine AC
Circuitélectrique
Témoin charge
Vérifier la tension (en volt) et le témoin de charge
de la batterie pour un fonctionnement correct du
circuit électrique (système de guidage)
AC/
DC
Tableau 3-1 : Principaux réglages à effectuer sur le moteur et les éléments de sécurité Vérification à effectuer, AC : avant le Chantier en atelier, DC : au début du Chantier.
29
3.2.3. Pièces d'usure
Elément
contrôlé
Type de
contrôleVérification Action possible
Moment
Ensemble Chenilles Usure Vérifier l'usure des patins AC
Tracteur
Pneus
Usure
pression
Vérifier l'usure des pneus et la pression de gonflage. Le lestage à l'eau des pneus augmente l'adhérence sur le support
AC
Alimenta- Convoyeur Tension
Usure
Positionnement et réglage des paliers
Vérifier l'usure et la présence de tous les barreaux AC
tion Vis et
contrevisUsure lorsque l’usure atteint plus de 60 % de leur
épaisseur d’origine changer ou recharger par secteur les vis trop usées ou déformées
AC
Table Table Usure
Vérification visuelle et à la règle. Si son épaisseur est inférieure à 40 % de son épaisseur d'originechangement de la plaque d'usure AC
Dameur Usure
Vérifier la forme du dameur. Quant la partie plate en contact avec le matériau a diminué de plus de 60 % changer le couteau dameur
AC
Guidage Poutre de
nivellement Usure Vérifier l'état des patins, skis ou roues, ressorts et
articulations AC/DC
Vérification à effectuer, AC : avant le Chantier en atelier, DC : au début du Chantier. Tableau 3-2 : Principaux réglages à effectuer sur les pièces d'usure
3.3. Vérifications du finisseur au démarrage
Ces vérifications concernent l’ensemble tracteur (tableau 3-3), la partie alimentation (tableau 3-4), la table (tableau 3-6) et le système de guidage (tableau 3-7).
3.3.1. Vérifications sur le tracteur
Elément contrôlé Type de
contrôleVérification Action possible
Moment
Poste de conduite
Situation Vérifier que le poste de conduite est bien situé du côté du guidage directionnel
AC
Equilibre dufinisseur
Stabilité Vérifier que le finisseur reste stable lorsque la trémie est vide vérification de la présence des contrepoids dans le cas d'une table extensible
AC
Ensemble
Tracteur Train dechenilles Direction
Vérifier la tension du train de chenilles tendeurs
Vérifier que le finisseur se déplace en ligne droite
réglage du potentiomètre
AC
30
Elément contrôlé Type de
contrôleVérification Action possible
Moment
chenillesou roues
Propreté Vérifier l'absence de matériaux collés aux patins ou aux roues nettoyage AC
EnsembleTracteur
Rouleauxpousseurs
Fonction-
nement
Vérifier la rotation et l'orientation des rouleaux pousseurs (absence de matériaux) dégraissant huile soluble
Vérifier le positionnement des rouleaux vis à vis des roues du camion Hauteur des rouleaux
AC
Vérification à effectuer, AC : avant le Chantier en atelier, DC : au début du Chantier. Tableau 3-3 : Vérifications du tracteur au démarrage du chantier
3.3.2. Vérifications de la partie alimentation
Elément
contrôlé
Type de
contrôleVérification Action possible Moment
Trémie Fonction. Vérifier le fonctionnement des volets de trémie (absence de matériaux bloquant les portes)
AC/DC
Trappes Hauteur Vérifier le fonctionnement des trappes à l'entrée des convoyeurs
AC/DC
Convoyeurs Vitesse derotation
Vérifier la vitesse de rotation des convoyeurs AC/DC
Déflecteurs Présence Vérifier que les déflecteurs sont équipés de bavettes en partie basse
AC/DC
Vis Hauteur
des vis
Vérifier que la partie basse de la vis est située entre 3 et 5 cm au-dessus de la couche répandue régler hauteur des vis (figure 5-1,photo 5-1)
AC
VisVitesse derotation
Vérifier la régularité de la vitesse de rotation des vis potentiomètre AC/DC
Vis Longueur
Vérifier la longueur des vis en fonction de la largeur de répandage (-50 cm aux extrémités)
ajout ou enlèvement de paliers AC/DC
Vis Alignement Vérifier l'alignement des paliers de vis AC
Vis Diamètre Vérifier que le diamètre de la vis est compatible avec le débit d'alimentation* (tableau 3-5) et que la vis est propre
AC/DC
Palpeur
de veine Présence
Vérifier la présence et le fonctionnement des palpeurs de veine ainsi que leur propreté AC/DC
Système
d’alimen-
-tation
Contrevis Présence Vérifier la présence des contrevis de chaque côté du puits central
AC/DC
Tableau 3-4 : Vérifications de la partie alimentation du finisseur au démarrage du chantier
31
Figure 3.1 : Réglage de la hauteur des vis (h’ doit être supérieur à h de 3 à 5 cm) et
positionnement de la bavette anti – ségrégation sur le déflecteur
A titre indicatif, le diamètre de vis peut être approximativement celui proposé dans le tableau 3-5, sachant que si leur pas est plus serré que celui préconisé par le constructeur, le diamètre peut être réduit.
Débit en T / h 400 500 600 700
Diamètre en mm 250 300 350 400
Tableau 3-5: Diamètre des vis en fonction du débit d’alimentation.
Photo 3-1 : exemple de vis et de son réglage en hauteur
32
3.3.3. Vérifications sur la table
Elément
contrôlé
Type de
contrôle
Vérification Action possible Moment(1)
Table
+
Planéité
Vérifier la planéité et la propreté de l'ensemble et l'alignement des bords de fuite articulation centrale, raidisseurs et position des extensions
AC
rallonges
Forme
Vérifier, pour régler le bombement, que la forme de la table correspond au profil en travers souhaité articulation centrale et tendeurs
AC/DC
Chauffage Température
Vérifier l'uniformité de chauffe de l'ensemble table + rallonges et le bon fonctionnement des gicleurs indicateurs de chauffe - thermomètre
AC/DC
Bras
Point
d'attache
Vérifier que la vitesse de descente et de montée des points d'attache gauche et droit sont identiques PV 7-8
AC
Déphasage Vérifier que deux dameurs consécutifs sont en opposition de phase
AC
Dameurs Course
Vérifier que la course des dameurs est identique sur toute la largeur de répandage Réglage de l'excentrique
AC
Dépassement Vérifier qu'en position basse le nez du dameur dépasse le plan de la table de + 0,4 mm figure 3.2
AC/DC
Fréquence Vérifier la rotation des dameurs et leur propreté calibrage indicateur
AC
Bouclier
Position par rapport au nez
du dameur
Vérifier que la partie basse du bouclier est à 5 cm au-dessus du nez du dameur et laisse un jeu de 0,5 mm (figure 3.2)
AC/DC
Vibreurs
Amplitude Vérifier la présence des masses servant de balourd ou la pression d'huile pour les systèmes à pot vibrant
Table
et
bras
Fréquence Vérifier le fonctionnement des vibreurs
calibrage indicateur
AC
PV : Procédure de vérification chapitre 7
Tableau 3-6 : Vérifications de la table au démarrage du chantier
Sur certains points, des procédures de vérifications sont proposées en annexes de façon à garantir la qualité et la répétabilité de l’opération.
33
Figure 3.2 : Schématisation de la position des différents éléments d’un dameur
3.3.4. Vérifications sur le système de guidage
ElémentContrôlé
Type de contrôle
Vérification Action possible Fré-quence
Guidagedirectionnel
Présence Vérifier la présence et les possibilités de réglage du dispositif de repérage directionnel du finisseur
AC/
DCMoniteur
nivellement longitudinal
MNL
Réponse Vérifier la sensibilité et le mode de fonctionnement (tout ou rien, proportionnel) du moniteur PV 7-10
Vérifier la compatibilité électrique entre le MNL et la machine
AC/DC
Moniteur nivellement transversal
MNT
Réponse
Vérifier que le calibrage du moniteur, table à l'horizontale, a bien été fait et que la pente sur la table correspond à celle indiquée PV 7-9
Vérifier la compatibilité électrique entre le MNT et la machine
AC/DC
Palpeur Réponse Palpeur sans contact : qu'il détecte bien sa référence Vérifier la propreté des palpeurs Palpeur avec contact : la force d'appui sur la référence doit être nécessaire et suffisante PV 7-6
AC/DC
Poutrede
nivellement Configu-
ration
Vérifier la longueur totale et de chaque partie. Positionner la poutre à 80 cm maxi des bords du tracteur. Vérifier que celle-ci est toujours tractée et que l'écartement entre les 2 parties arrières est maintenu constant
Vérifier que l'accrochage de la poutre sur le bras se situe au dessus des vis
Vérifier la propreté des points d'appui (roues, patins)
AC
Système de
Guidage
Equipement LASER
Configu-ration
Vérifier la stabilité des mâts de réception AC
Tableau 3-7 : Vérifications du système de guidage au démarrage du chantier
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3.4. Vérification de l'état du finisseur
Une fiche signalétique de l'état du finisseur est proposée. Elle recense l'ensemble des éléments nécessaires pour s’assurer que l’essentiel de la mise à niveau en atelier et des vérifications au démarrage du chantier, de la machine, a été réalisé conformément aux règles de l’art. A l'issue de cette opération, si les éléments vérifiés sont en bon état de fonctionnement, le finisseur est prêt pour le chantier.
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FICHE D'ETAT DU FINISSEUR
- CHANTIER- N° de dossier : - date : - Type de couche : - Largeur d'application (m): - Nombre d'heures de fonctionnement - Date de la dernière mise à niveau
:-Identification Tracteur Table Guidage
- Catégorie Eléments à vérifier Etat ou fonctionnement Remarques
Absence correct incorrect
TRACTEUR - Poste de conduite Constructeur - Contrepoids
- Train de roulement Type - Rouleaux pousseurs
ALIMENTATION - Trémie - Trappe(s) - Convoyeur(s)
- Vis * hauteur
* diamètre * alignement * contrevis * vitesse
rotation
- Déflecteurs avec bavette - Asservissements TABLE - Planéité
- Pente transversale - Chauffage Constructeur - Bouclier - Dameurs Type * course * dépassement * fréquence - Vibreurs * amplitude * fréquence
- Vérins de nivellement GUIDAGE - MNL
- MNT - Poutre
- Equipements pour laser
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4. REGLAGES DU FINISSEUR POUR LA MISE EN ŒUVRE DE
LA COUCHE
4.1. Objectif
L’objectif de ce chapitre est de fournir ou de rappeler des règles simples de détermination des réglages, adaptés à la couche à mettre en œuvre. Ces réglages concourent au contrôle des caractéristiques moyennes de la couche : épaisseur, compacité, uni et profils en long, profils en travers. Leur régularité, qui dépend de la conduite du finisseur, conditionne pour partie la dispersion de ces caractéristiques. Cet aspect est traité dans le chapitre 5.
Certaines caractéristiques de la chaussée sont obtenues de façon définitive par ce matériel; il s’agit de la largeur, des profils en long et en travers. Les autres sont modifiées par le compactage : épaisseur, compacité et uni, normalement les profils ne sont pratiquement pas transformés par le compactage.
Les valeurs des réglages proposées reflètent les tendances générales, elles ne sont pas toujours adaptées à des exigences particulières de mise en œuvre.
Le réglage de l’alimentation, intervenant sur plusieurs caractéristiques, sera présenté séparément.
4.2. Obtention de l’épaisseur
4.2.1. Commandes disponibles
Régler l’épaisseur consiste à positionner la table avec l’angle d’incidence ( ) adapté au matériau mis en œuvre. Cet angle d’incidence est obtenu pour des valeurs données de la hauteur des points d’attache (Hb) et de l’angle de réglage ( ) conformément à la figure N° 4-1 (haut de page).
Ces deux réglages sont nécessaires, sinon la variation de la hauteur des points d’attache se limit e par la course des vérins de nivellement et ne serait pas suffisante pour l'étendue complète des épaisseurs. La modification de l’angle de réglage, à partir des tendeurs à vis à l’arrière de la table ou des éclisses de nivellement pour certains matériels (situées sur le bras de nivellement), permet de déplacer la plage de variation de l’épaisseur comme l’indique la figure N° 4-1 (bas de page).
37
Figure 4.1 : Schéma de la table (en haut de page) et plages de variation de
l’épaisseur pour différents angles de réglage 1, 2, 3 (en bas de page)
4.2.2. Réglage de l’épaisseur
Cette opération est délicate puisqu’elle nécessite de connaître les efforts qui conditionnentl’équilibre entre la table et le matériau. Cette relation n’étant pas connue avec suffisamment de fiabilité, on propose ici une méthode qui fixe l’ordre d’intervention des réglages:
angle de réglage
angled’incidence
L = longueur du bras
châssis
point d’attache
bras de nivellement
plaque lisseuse
bord de fuitebord d’attaque
couche support couche de matériau
vérin denivellement
sens de travail
er
Hbtendeur à vis
Epaisseur
Hauteur despoints d’attache
1= 2 °
10 cm
20 cm
30 cm
2 = 4°
3 = 6°
0 10 20 30 40 cm
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1/ détermination de l’angle d’incidence pour l’épaisseur de répandage; 2/ réglage sommaire de l’angle d’incidence en fonction de l’angle de réglage; 3/ réglage fin de l’angle d’incidence à l’aide du réglage de la hauteur des points d’attache.
1/.L’épaisseur répandue est proportionnelle à l’angle d’incidence ( )(figure 4-2). Cette relation dépend du finisseur et de ses réglages (masse de la table et conditions de vibration (fréquence et amplitude de vibration)) et du matériau répandu. L’angle d’incidence varie entre 0,1 et 0,4 ° pour une épaisseur de 100 mm pour différents finisseurs, réglages et matériaux. Pour les mêmes conditions de répandage, l'angle le plus faible correspond au matériau le plus maniable (enrobé) alors que les valeurs les plus fortes sont obtenues pour des graves bitumes ou des GRH.
BB: bétons bitumineux, BBD/C : Enrobés drainants ou de Cusset, GB : Grave bitume, EME : enrobés à module élevé, GBA : Grave bitume artificielle, GRH : Grave recomposée humidifiée
Figure 4.2 : Relation entre épaisseur et angle d’incidence, pour différentes conditions
de répandage et de matériaux mis en œuvre
En conclusion, il est donc intéressant de connaître la valeur de l'angle d'incidence pour l'épaisseur et le matériau à répandre, ainsi que le finisseur que l’on utilise. L'angle d'incidence (procédure 7.5) devra être mesuré dans les conditions d'équilibre de la table. La répétition de cette mesure permettra de fiabiliser la connaissance de cet angle.
2/.La valeur de "l’angle de réglage" doit être fixée de façon à ce que le débattement possible du point d’attache du bras soit de l'ordre de 50 % de la valeur de l'épaisseur (exemple: e = 8 cm, débattement = 4 cm). En fait cet ajustement évite que les points d’attache ne se trouvent en butée haute ou basse des vérins de nivellement, précaution très utile lors de l’utilisation d’un système de guidage. Le réglage sommaire de l’angle d’incidence est obtenu à environ 0,5° près.
Angle d'incidence en fonction de l'épaisseur
pour différents types de matériau
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0 10 20 30 40
Epaisseur en cm
An
gle
d'in
cid
en
ce
en
°
Angle BB
Angle BBD/C
Angle GB
Angle EME
Angle GBA
Angle GRH
39
3/.Enfin, les points d’attache des bras seront positionnés de façon à avoir un réglage fin de l’angle d’incidence à 0,1 ° près.
Si l’épaisseur est constante sur toute la largeur de la chaussée, il faut veiller à ce que le point d’attache gauche soit à la même hauteur que le point d’attache droit, même si la table a le même angle d’incidence aux bords gauche et droit. Lorsque les hauteurs des points d’attache sont très différentes, cela induit des torsions des bras et de la table, nuisibles à leur bonne tenue mécanique.
4.2.3. Réglage supplémentaire pour une table extensible
Le réglage de l’épaisseur sur une table extensible comporte une phase supplémentaire : le réglage de l'altitude des bords de fuite de la table mère et des extensions, extensions rentrées ou non. Tous les bords de fuite doivent se situer à la même altitude, conformément à la figure 4.3, quand ce réglage n’est pas réalisé, des marques apparaissent sur le matériau.
Figure 4.3 : Alignement des bords de fuite des extensions et de la table
mère sur une table extensible
Nota: Chaque modification de la hauteur des points d’attache aura pour conséquence de générer des traces sur la couche répandue. Quand cela est possible, il faut ajuster l’altitude du bord de fuite des extensions hydrauliques. Pour le guidage, l'altitude des extensions hydrauliques doit être adaptée à la valeur moyenne de la hauteur des points d'attache, pour minimiser l'importance des traces et rendre possible leur suppression par le compactage.
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4.3. Obtention de la précompacité
On appelle précompacité la compacité du matériau obtenue après le passage du finisseur et avant le compactage.
4.3.1. Commandes disponibles
En dehors des paramètres fixes de la table (masse, longueur de planage...), les différents paramètres ajustables qui influencent la précompacité sont:
la vitesse de travail; la fréquence et la course des dameurs; la fréquence et l’amplitude des vibreurs; la largeur pour les tables extensibles.
L’augmentation de la vitesse d’avancement du finisseur diminue la précompacité du matériau en sortie de table, alors que l’augmentation de la fréquence et de l’amplitude de vibration des dameurs et des vibreurs accroît la précompacité. Sur une table extensible, la pression de la table sur le matériau diminue lorsque les extensions sont déployées (surface de travail plus grande), ceci a pour conséquence de moins compacter le matériau. Le rapport de pression entre les deux positions limites des extensions (toutes rentrées et toutes sorties) peut atteindre 2.
4.3.2. Réglage de la vitesse de travail
La vitesse du finisseur sera choisie en partie à partir du débit de la centrale de fabrication et du rendement de l’application. Le rendement de l’application est le rapport entre la durée pendant laquelle le finisseur avance et la durée totale da la mise en œuvre. La vitesse se détermine à partir de la relation :
V = Q / (l x e x MVa x 60 )
avec V: la vitesse du finisseur en m/min; Q: le débit de fabrication en t/h;l: la largeur du répandage en m; e: l’épaisseur finale de la couche après compactage en m; MVa: la masse volumique apparente du matériau compacté en t/m3.
Si la vitesse est trop importante par rapport au précompactage attendu, il faut soit augmenter le rendement d’application (moins d’arrêts), soit utiliser un finisseur supplémentaire, soit réduire le débit de fabrication. Le tableau 4-1 donne un ordre d’idée de la vitesse maximale en fonction de l’épaisseur de la couche. Les systèmes d’alimentation en continu permettent d’augmenter le rendement d’application de façon très sensible (rendement de l’ordre de 0,9). La diminution des arrêts en durée et en fréquence est favorable à la qualité du répandage. L'effet de l'irrégularité de vitesse est traité dans le chapitre 5, cependant pallier au manque ou au surplus de camions par une modification de la vitesse conduit à des variations de l'épaisseur et de la précompacité nuisibles à la qualité de la mise en œuvre.
Ordre de grandeur de l’épaisseur 1,5 cm 5 à 6 cm 15 à 20 cm
Vitesse maxi 12 m/min 6 m/min 3 m/min
Tableau 4-1: valeur de la vitesse maximale possible en fonction
de l’épaisseur de la couche.
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4.3.3. Réglage des dameurs
Les termes utilisés sont définis sur la figure N°4-3.
La course et la fréquence des dameurs sont, dans la plupart des cas, réglables. La course doit être adaptée à l’épaisseur mise en œuvre. La fréquence doit être suffisante pour que le matériau soit compacté de façon homogène, avant son passage sous la table.
Le tableau 4-2 donne une idée des valeurs de courses en fonction de l’épaisseur répandue:
Gamme d’épaisseur < 5 cm de 5 à 10 cm de 10 à 20 cm > 20 cm
Course souhaitable 3 mm 5 mm 7 mm 8 mm
Tableau 4-2: Valeur proposée de la course des dameurs en fonction
de l’épaisseur répandue.
Nota: La course pourra être plus importante pour les matériaux non traités ou traités au liant hydraulique, ces derniers étant généralement plus sensibles que les matériaux hydrocarbonés, à l’amplitude de vibration.
Figure 4.4 : Schéma du dameur et de la table
La fréquence des dameurs doit être réglée en fonction de la vitesse de travail du finisseur. Il faut veiller à ce que le rapport:
3V
LFN dd
où Ld est la longueur utile du dameur, Fd la fréquence et V la vitesse (figure 4-5).Cette relation revient à dire que chaque tranche de matériau doit recevoir au moins 3 coups de dameur avant son passage sous la table.
dameur
dépassement
bouclier
course
bord d’attaque
longueur de planage
plaque lisseuse
bord de fuite
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En tout état de cause, même sur les enrobés ultra minces, une valeur minimale de N = 1 doit être exigée. (exemple: longueur utile = 10 mm, v=15 m/min, Fd = 1500 tr/min: dans ce cas 1 seul coup de dameur).
Figure 4.5 : Schématisation de la longueur utile de compactage par le dameur
4.3.4. Réglage des vibreurs
L’amplitude et la fréquence de vibration sont les paramètres réglables. L’amplitude dépend notamment de l’excentricité des masses disposées sur l’arbre des vibreurs, ou de la pression d’huile pour les systèmes à pot vibrant.
Figure 4.6 : Exemple de mesures de l’amplitude et de la fréquence de vibration,
qui permet de situer la fréquence de résonance de la table
L’amplitude de vibration des tables est très faible (de l’ordre de quelques 1/10ème mm); l’énergie de précompactage est donc principalement apportée par la fréquence de vibration. Il faut donc veiller à ce que cette fréquence soit suffisante pour que la table ne colle pas au matériau (la vibration atténue le collage du matériau sur la plaque lisseuse) et que la
Amplitude maximale
A = amplitude mesurée A0 = amplitude théorique à vide
F0 : fréquence de résonance
83,00A
A
43
précompacité soit celle attendue. La valeur de la fréquence de vibration conditionne de façon importante la précompacité, principalement pour les matériaux bitumineux. On peut prendre comme valeur initiale les 2/3 de la valeur maximale de la fréquence de vibration, pour l’ajuster ensuite en fonction des particularités du matériau.
Généralement, la fréquence de résonance des tables du commerce est supérieure à la valeur maximale autorisée par le constructeur ; il y a donc peu de risque de se situer dans ce cas, comme le montre l’exemple de la figure 4.6.
Toutefois, si tel était le cas, il faut alors diminuer la fréquence pour ne pas rester dans cette plage, qui est dangereuse pour la tenue mécanique de la table et défavorable à l’obtention d’un bon uni.
4.4. 4 Réglages de l’alimentation en matériau
4.4.1. Organes de commandes
Les éléments suivants permettent de transférer le matériau de l’avant vers l’arrière sur toute la largeur de la table (figures 4.7 et 4.8):
la trémie; les convoyeurs; la vis de répartition.
Leur réglage conditionne la régularité et la hauteur de matériau devant la table.
Figure 4.7 : Schématisation des éléments constitutifs du système d’alimentation
1: Trémie 2: Convoyeurs 3: Vis de répartition
44
Figure 4.8 : Schématisation du déplacement du matériau sur
Les convoyeurs et dans les vis de répartition
4.4.2. Réglage des asservissements
Un premier asservissement permet de réguler la mise en marche des convoyeurs en fonction de la taille de la veine de matériau et ce à partir d'un palpeur de veine(voir figure 2-2 et photo 4-1). Lorsque la régulation est en « tout ou rien », la vitesse des convoyeurs est constante, en mode proportionnel, elle diminue progressivement jusqu'à devenir nulle à la valeur de consigne. Quand cet asservissement n’existe pas, ce sont les trappes, en sortie de trémie, qui réalisent le calibrage de la veine. En tout état de cause, il doit toujours y avoir du matériau sur toute la ligne de convoyage, même lorsque le finisseur est à l’arrêt, à l’attente d’un camion.
Photo 4-1 : Ultrason utilisé en palpeur de veine dans la chambre de répartition
45
Un deuxième asservissement permet de réguler la marche des vis en fonction de la hauteur de matériau dans la chambre de répartition. L’asservissement doit être réglé de façon à ce que le niveau de matériau devant la table ne varie pas de plus de 5 cm autour de la valeur de consigne, et ce suivant un fonctionnement le plus continu possible. Le niveau de matériau dans la chambre de répartition doit être tel que la partie supérieure des vis soit visible, l’axe étant recouvert.
4.5. Aspect visuel de la surface de répandage
4.5.1. Paramètres influents
L’aspect de surface du matériau est conditionné par:
la température du matériau; son frottement contre la plaque d’usure; la ségrégation éventuelle; le colmatage des éléments vibrants; les chocs des camions d’alimentation sur le finisseur.
Pour éviter un frottement excessif ou un collage entre le matériau et la table, il faut que celle-ci soit propre et chaude (lorsque les matériaux sont chauds), ainsi que les différentes parties qui la composent : dameurs et bouclier. Ce sont essentiellement des fines et du bitume qui se déposent. La création de ségrégation au niveau du puits de chaîne (manque de contrevis photo 4-2) ou en fond de couche (manque de bavette au bas de la plaque de retenue de la chambre de répartition) réduit fortement la compacité de la couche mise en œuvre.
Photo 4-2 : Vue du puits de chaîne et d'une contrevis sur le côté droit
4.5.2. Réglage de la température
La température de la plaque d'usure doit être régulière sur toute sa surface et voisine de 100°C pour les matériaux chauds. Le démarrage du chantier n'a lieu que lorsque cette température est atteinte. La surchauffe engendre une déformation de la table. La température de la table doit être vérifiée régulièrement surtout lors d’arrêts prolongés du finisseur. Certaines machines sont équipées de système de vérification de la température de la table.
46
4.6. Obtention des profils et de l’uni
4.6.1. Types de réglages
Il s’agit du réglage du profil de la table pour l’obtention du profil en travers d’une part et celui de la hauteur des points d’attache pour l’obtention du profil en long et de l’uni, d’autre part.
4.6.2. Respect du profil en travers
Le respect du profil en travers est obtenu par un réglage de la pente transversale de la table (bombement ou cassure) et le maintien de cette pente en fonction de l’avancement. Le premier réglage est un réglage de la géométrie de la table. Le second correspond au maintien de l’altitude d'un point d’attache par rapport à l'autre. Il est obtenu par un système de guidage de type correcteur de dévers. Le réglage de ce système sera repris dans le chapitre réglage du guidage.
4.6.3. Respect du profil en long
Le profil en long n’est modifiable qu’avec un guidage en nivellement à l’aide d’une référence extérieure de type fil, LASER. Ce guidage est généralement opéré lors de la réalisation des couches d'assises (fondation ou base). Le réglage de ce moyen de guidage est repris dans le chapitre réglage du guidage.
4.6.4. Réglage du système de guidage
4.6.4.1. Notations
MNL: Moniteur de Nivellement Longitudinal MNT: Moniteur de Nivellement Transversal ou contrôleur de dévers
4.6.4.2. Réglages des organes de commande du finisseur
Le guidage en nivellement est un asservissement d’un point du bras de nivellement à une référence (figure 2-7). Cet asservissement est réalisé par l’intermédiaire du moniteur de nivellement, qui compare la position altimétrique du point concerné du bras, à la référence. Si un écart est détecté, un ordre électrique est envoyé à l’électrovanne qui pilote le mouvement du bras de nivellement.
La hauteur du point d'attache "de consigne" (c'est à dire qui n'entraînera aucune commande du système de guidage) est réglée de façon à obtenir l'épaisseur de répandage. Les ordres de montée ou de descente du point d'attache commandée par le moniteur de nivellement se feront relativement à la valeur de consigne.
Les vitesses de montée et de descente du point d’attache doivent être réglées de façon à être sensiblement les mêmes pour corriger de la même manière dans les deux sens. Pour chacun des vérins, les vitesses de montée et de descente ne doivent pas différer de plus de 10%.De plus, la tension d’alimentation du moniteur de nivellement doit être supérieure à 10 Volts (voire davantage) pour commander l’électrovanne dès qu’il détecte un écart.
47
4.6.4.3. Réglage du MNL
Trois types de réglages sont à réaliser:
la sensibilité du moniteur; la position du moniteur; l’accrochage du moniteur sur le bras.
Sensibilité du moniteur
Le réglage de la sensibilité du moniteur modifie la plage morte, zone qui correspond à une non prise en compte des écarts détectés par le moniteur. Cette plage (appelée aussi zone neutre) doit être la plus réduite possible (0,5 à 1 mm) sans provoquer de pompage du vérin de nivellement (figure N°4-9). Le pompage se traduit par un mouvement non induit par une variation de l’écart entre la référence et le point du bras concerné.
Sur certains types de moniteurs de nivellement, il est possible d’avoir un fonctionnement en mode proportionnel “ dither ”. ce mode se traduit par une réduction de la vitesse du vérin de nivellement lorsque le point d’attache approche de la valeur de consigne. Ce fonctionnement diminue le pompage.
Position du moniteur
Le moniteur de nivellement longitudinal se positionne sur le bras, entre le point d’attache et le bord de fuite de la table.Lorsque le moniteur est au point d’attache ce sont les variations du point d’attache dues au passage du train de roulement sur des défauts du sol support qui seront principalement prises en compte. L’amplitude des mouvements provenant de la table seront perçus par le moniteur dans le rapport du bras de levier : distance (point d’attache, moniteur) / longueur du bras. Si le moniteur est strictement au point d’attache, aucune variation de la table n’est prise en compte.
A contrario, lorsque le moniteur est proche du bord de fuite de la table, ce sont principalement les mouvements de la table qui sont perceptibles. Dans ce cas, l’écart détecté par le moniteur conduit à une variation de la hauteur du point d’attache dans le rapport du bras de levier : longueur du bras / distance (moniteur, bord de fuite). Si le moniteur est strictement au bord de fuite, les variations au point d’attache sont infinies, c’est à dire que le point d’attache se déplacera sur la totalité de la course du vérin de nivellement.
La position qui conduit à prendre en compte à la fois les défauts d’uni liés au support et les mouvements de la table correspond au milieu du bras.
Accrochage du moniteur sur le bras
Le moniteur de nivellement longitudinal est fixé au bras par l’intermédiaire d’un support qui permet d’adapter sa hauteur à l’épaisseur de répandage et de l'isoler des vibrations. Le support doit être fixé de manière rigide au bras pour ne pas transmettre de mouvements parasites au MNL.
48
Figure 4.9 : Effets induits sur le profil pour des réglages différents de la plage morte
4.6.4.4. Réglage du moniteur de nivellement transversal
L’utilité de ce système est de piloter en altitude le deuxième point d’attache par rapport au 1er pris en référence. L’écart de vitesse, entre le vérin du coté droit et celui du coté gauche, ne doit pas différer de plus de 10%. Le déphasage, en montée ou en descente, entre les vérins droit et gauche ne doit pas dépasser 2 secondes.
Le moniteur de nivellement transversal ne doit pas être utilisé lorsque la largeur de répandage excède 5 m. Dans ce cas, le MNT étant placé entre les deux bras de nivellement, seuls les mouvements de la table ressentis au niveau des points d’accrochage de la table sur les bras seront pris en compte. Au delà de 5 mètres, les variations de pente n’affecteront pas beaucoup les altitudes au niveau des points d’accrochages des bras et de la table (figure 4-10). Une exception doit être faite pour les MNT adaptables à la largeur de la table.
Figure 4.10: Montage et condition de correction du MNT
Les réglages à exécuter sur le MNT sont les suivants:
distance
Cas 1 : Plage morte de 0,5 mm Cas 2 : Plage morte de 2 mm
Cas 1 : Profil d’amplitude maximale 0,5 mm
Cas 2 : Profil d’amplitude maximale de 2 mm
Amplitude des signaux
référence référence 0,5 mm 2 mm
MNT
Bras de nivellement
Table
Pente transversale d’origine
Pente transversale
Mouvement de l’extrémité de la table qui n’implique pas de variation de l’altitude au niveau du point d’accrochage du bras, donc n’entraîne aucun correction par le MNT
VUE DE DESSUS
VUE DE PROFIL
49
vérification du point zéro de la pente; sensibilité du MNT; position du MNT; accrochage du MNT sur sa poutre support ou traverse.
Vérification du point zéro de la pente
Le moniteur de nivellement transversal est positionné sur une traverse qui s’appuie sur les deux bras de nivellement. En premier lieu, il s’agit de vérifier qu’une pente nulle indiquée sur le correcteur correspond à une position horizontale de la poutre. Il est recommandé, à chaque démarrage de chantier, de refaire le réglage du 0° ou 0 % (à 0,1° ou 0,2 % près). Pour cela, l’horizontalité de la traverse doit être vérifiée par un niveau à bulle, lorsque les deux points d’attache sont à la même hauteur. Ensuite, il faut débrayer le moniteur et faire apparaître la valeur zéro (photos 4-3 et 4-4).
Sensibilité du MNT
Le réglage de la sensibilité du MNT se fait de la même façon que pour celle du MNL.
Position du MNT
La position de la traverse support du MNT est généralement au dessus des vis de répartition, juste à l’avant de la table. Cette position permet de prendre en compte les variations de position de la table.
Accrochage du MNT sur sa poutre support ( ou traverse)
Le moniteur de nivellement doit être fixé à la poutre support en son milieu, et sur une platine isolée des vibrations et de la température.
Photo 4-3 : Réglage du zéro de Photo 4-4 : Montage du MNT
la pente transversale
50
4.6.4.5. Réglage des références de guidage
L’ensemble des matériels servant de référence au système de guidage, il faut veiller à leur bon entretien et surtout au maintien de la référence altimétrique.
Cas du guidage par LASER
Le plan défini par le LASER doit être adapté aux profils en long et en travers du projet routier. Deux mâts sont fixés à la table de chaque côté ; ils sont équipés d’une cible qui suit le plan défini par le LASER. Tout écart détecté par la cible est transmis à un moniteur de nivellement qui envoie un ordre de montée ou de descente au point d’attache. La précision est principalement fonction de l'écart entre les cellules, des conditions d'utilisation du plan laser, notamment la distance entre le plan laser et les mâts, et de la définition du plan laser lui-même. Cette distance devra être d'autant plus faible que le laser est peu précis. La dérive du plan laser peut être évaluée par une mesure de l'évolution de l'épaisseur en fonction de la distance.
Cas du guidage par fil tendu
L’altitude du fil tendu doit respecter le profil en long du projet routier (généralement l'implantation des potences est réalisée par les géomètres). Le moniteur de nivellement est équipé d’un palpeur. Ce palpeur peut être sans contact ou avec contact, et dans ce cas, palper par le dessous ou le dessus du fil. Dans ce dernier cas, un contrepoids doit être fixé à l’extrémité du palpeur de l’autre côté du point d’articulation. Le réglage ne doit pas conduire à ce que le palpeur “ saute ” sur le fil. La force d'appui doit être de l'ordre de 20 g.
Pour limiter le phénomène de flèche, le fil doit être tendu, et ce en fonction des déformations qu'il subit (température, ancrage du fil, etc...). La distance entre les potences doit être inférieure à 10 m (de l'ordre de 6 à 7 m). Le passage de la potence, support du fil, par le palpeur doit également être réglé de façon à ne pas induire de défauts.
Cas du guidage par poutre
Le réglage du moniteur sur la poutre diffère suivant le type de poutre. Pour les poutres rigides (non enjambeuses), le moniteur de nivellement doit être placé là où les défauts du sol support seront mieux filtrés, c’est à dire au milieu de la poutre. Si le capteur de détection de la poutre est un palpeur classique, il ne faut pas utiliser de contrepoids afin qu'il ne rebondisse pas sur la structure rigide de la poutre. Si la poutre est équipée d'un fil, le palpeur doit être réglé de la même manière que lors du guidage sur fil.
Dans le cas d’une poutre enjambeuse, (Photo 4-5) le palpeur est positionné entre la poutre avant et la poutre arrière de telle manière qu’il prenne en compte les mouvements de l’une par rapport à l’autre (figure 4-11). Le moniteur de nivellement longitudinal doit être positionné de façon à ce que les mouvements de la poutre avant et de la poutre arrière provoquent la même correction sur la hauteur des points d’attache.
51
Photo 4-5 : Exemple de chantier réalisé avec un guidage par poutre enjambeuse
Figure 4.11 : Position du moniteur de nivellement sur la poutre enjambeuse
Pour se raccorder à un ouvrage existant de type bordure, décaissement, voie adjacente, le guidage par référence mobile sur l’ouvrage est le plus adéquat. La longueur de la poutre doit toutefois être supérieure ou égale à 1 m, quand cela est possible, notamment lors du raccordement à une couche adjacente. Cependant le gain d’uni par rapport à l’ouvrage pris en référence reste très faible.
4.7. Vérification des points de fonctionnement
4.7.1. Valeur des réglages
Les chapitres 4-2 à 4-6 proposent les réglages les plus adaptés à la couche appliquée. Le tableau 4-3 regroupe les valeurs de tous les réglages afin d’expliciter clairement la consigne. Une partie de ces réglages peuvent être validés à partir des affichages d'un tableau de bord (Photo 4-6).
52
Couche appliquée
Réglages Valeur basse Valeur haute
Vitesse
Fréquence des dameurs
Course des dameurs
Fréquence des vibreurs
Température du matériau
Hauteur du point d'attache gauche
Hauteur du point d'attache droit
Angle d’incidence
Niveau droit de matériau dans le caisson
Niveau gauche de matériau dans le caisson
Sensibilité du MNL
Sensibilité du MNT Tableau 4-3 : Cadre type des valeurs des réglages à renseigner
Photo 4-6 : Exemple d’un tableau de bord d’un finisseur
4.7.2. Calibrage des indicateurs du finisseur
Cette opération est utile au chauffeur et au régleur pour traduire les indications fournies par le finisseur en termes de grandeurs physiques: par exemple : vitesse en m/min, fréquence en tr/min. Les mesures s’entendent, régime moteur en travail (manettes à fond), finisseur à vide et hors chantier. Le calibrage est effectué dans la plage de 20 à 80 % de l'étendue de variation du paramètre mesuré. Le tableau 4-4 permet de fixer le nombre de points de calibrage et le matériel de mesures nécessaire.
53
Paramètres contrôlés Plage de calibrage de l’indicateur ou de
l'afficheur
Nombre de points de calibrage
Moyens de contrôles
N° de la procédur
e
Vitesse de translation 2 à 8 m/min 7 Chronomètre +décamètre
1
Fréquence des dameurs 300 à 1800 t/min 6 Compte tours 2
Fréquence des vibreurs 1800 à 4800 t/min 6 Compte tours 2
Température 100 à 200 °C 5 Sonde à calibrer
Sensibilité du MNL graduation de 1 à 5 4 Jeux de cales 9
Réglage du MNT Valeurs de pente 3 Mètre + niveau 8
MNL : Moniteur de nivellement longitudinal, MNT : Moniteur de nivellement transversal Tableau 4-4: Explicitation du calibrage des indicateurs
4.7.3. Vérification des réglages
Le tableau 4-5 fixe les moyens et les fréquences de contrôle des paramètres de fonctionnement correspondant aux premiers camions.
Paramètres contrôlés Moyens de contrôles Fréquencedes contrôles
Vitesse de translation
Course des dameurs
Fréquence des dameurs
Fréquence des vibreurs
Température de la table
Niveau du matériau dans le caisson
Hauteurs des points d'attaches
MNL
Vitesse de déplacement des vérins de nivellement et déphasage entre les vérins
Contre – poids d’un palpeur avec contact
Tension du fil de guidage
Lecture indicateur – Procédure 7-1
Mètre
Lecture indicateur – Procédure 7-2
Lecture indicateur– Procédure 7-2
Sonde ou thermomètre
Repérage visuel
Lecture indicateur
Vérification visuelle du pompage
Procédure N°7-8
Procédure N°7-6
Procédure N°7-7
Permanente
démarrage
Permanente
Permanente
Permanente
Permanente
Permanente
Permanente
démarrage
démarrage
démarrage
Tableau 4-5:Moyens et fréquence des contrôles des paramètres de fonctionnement
4.7.4. Ajustement des réglages
Les chapitres précédents précisent comment obtenir les différentes caractéristiques suivantes:
l’épaisseur, (Procédure 7-3); la précompacité, (Procédure 7-4); les profils en long et en travers;
54
en agissant sur des commandes du finisseur:
la hauteur des points d’attache; la vitesse de travail; la fréquence des vibreurs et des dameurs; l’alimentation en matériau; la température de la table.
Ces réglages ne doivent pas intervenir dans un ordre quelconque puisqu’ils agissent les uns et les autres sur plusieurs caractéristiques.
L’ordre des réglages doit être le suivant:
la géométrie de la table (planéité et pente transversale); la température de la table; l’alimentation en matériau et notamment son niveau devant la table; la vitesse de travail du finisseur; les dameurs (course et fréquence); les vibreurs (amplitude et fréquence), l’angle d'incidence, (Procédure 7-5); la hauteur des points d’attache; l’implantation du système de guidage.
55
5. CONDUITE
5.1. Objectifs
5.1.1. Principe de base
Le chapitre 4, consacré aux réglages au démarrage, donne des indications quant à la valeur à donner aux différents paramètres de répandage. L’épreuve de convenance (ou tout autre vérification) a confirmé que les caractéristiques de la couche étaient satisfaisantes, validant ainsi le choix des réglages. Dans la mesure du possible, il faut veiller à maintenir ces valeurs.
La régularité du répandage est alors fonction : d’un bon entretien du matériel (finisseur et système de guidage); d’un nombre d’arrêts le plus restreint possible. Chaque redémarrage correspond à un nouvel équilibre entre la table et le matériau; d’une alimentation régulière en matériau.
La modification des réglages ne doit intervenir qu’en cas de nécessité, elle doit être peu fréquente et progressive.
Ce chapitre propose des solutions d’intervention, lors d’apparition de défauts ou de dérives des caractéristiques visées. Une dérive se définit comme une variation qui doit être corrigée, pour cela il faut qu’elle dure suffisamment pour ne pas être confondue avec un phénomène passager. Cette durée est estimée à 50 mètres de longueur.
5.1.2. Effet d’une modification de réglage
La modification d’un réglage joue sur plusieurs caractéristiques. Par exemple, la variation de la vitesse intervient sur l’épaisseur, la précompacité et par conséquent sur l’uni. Il en est de même pour chaque réglage (figures 5.1 et 5.2). Les chapitres suivants fournissent le mode d’action qui induit le moins d'effet sur les caractéristiques autres que celle que l’on veut corriger.
Etat 1 : équilibre de la table pour des réglages donnés Etat 2 : nouvel équilibre de la table après une augmentation de la fréquence des dameurs
Figure 5.1 : Effet de l’augmentation de la fréquence des dameurs sur l’épaisseur
et la compacité de répandage
56
Etat 1 : état d'équilibre de la table Etat 2 : nouvel équilibre de la table après une augmentation de la fréquence des vibreurs
Figure 5.2 : Effet de l’augmentation de la fréquence des vibreurs sur l’épaisseur et la
compacité de répandage
5.2. Prise en compte d’une dérive d’épaisseur
5.2.1. Origine possible d’une dérive en épaisseur
Mise à part une modification de la hauteur des points d’attache, la variation des paramètres suivants engendre un changement de l’épaisseur de la couche répandue:
la composition, la maniabilité ou la température du matériau; les réglages de la table (fréquence et course des dameurs; moment d'excentrique et fréquence des vibreurs, variation de sa masse: pression statique(rapport de la masse sur la surface de la table)); la vitesse; le niveau de matériau devant la table.
L'effet de ces réglages n'est pas identique selon le type de matériau. Pour tous les matériaux, on a relevé l'effet représenté dans le tableau 5-1. Le sens de variation montre comment varie l'épaisseur lorsque la valeur du paramètre augmente.
Paramètres Course dameurs Vitesse Pression statique
Valeur moyenne 5,5 mm 3 m/min 0,14 bar
Ecart - type 4,1 mm 1,4 m/min 0,06 bar
Effet relatif
sur l’épaisseur
+ 41 % - 28 % - 34 %
Sens de variation sur l'épaisseur
Tableau 5-1 : Influence des réglages sur l'épaisseur de répandage
57
Pour les enrobés, on peut noter l'effet de la fréquence des vibreurs (tableau 5-2).
Paramètres Fréquence vibreurs
Valeur moyenne 2595 tr / min
Ecart - type 1210 tr / min
Effet relatif
sur l’épaisseur
- 26 %
Sens de variation sur l'épaisseur
Tableau 5-2 : Effet des réglages sur l'épaisseur répandue pour les enrobés
Pour les graves hydrauliques (GH), l'effet des réglages est repris dans le tableau 5-3.
Paramètres Fréquence vibreurs
Fréquence dameurs Course dameurs Moment d’excentrique
Valeur moyenne 2460 tr / min 1100 tr / min 6,3 mm 0,09 m.kg
Ecart - type 1225 tr / min 521 tr / min 4.4 mm 0,05 m.kg
Effet relatif sur l’épaisseur
- 10 % + 9 % + 14 % - 15 %
Sens de variation sur l'épaisseur
Tableau 5-3 : Effet des réglages sur l'épaisseur répandue pour les graves hydrauliques
5.2.2. Modification de l’épaisseur
L’action à engager pour corriger une dérive en épaisseur est de modifier la hauteur des points d’attache. Cette action ne sera ni instantanée ni égale à la variation d’épaisseur voulue (figure 5-4).
Figure 5.3 : Variation d’épaisseur induite par une variation de la hauteur des points d’attache
58
L’écart entre la valeur de la commande du point d’attache et la réponse en épaisseur provient de ce que la table forme un angle par rapport au profil en long (angle d’incidence ). Plus l’angle sera important pour une valeur d’épaisseur donnée et plus cet écart sera fort. Cet écart est appelé le rendement de la commande. Ce rendement a été mesuré pour différents finisseurs et réglages; il varie entre 0,5 et 0,9. La distance qui sépare le début de la variation d’épaisseur de sa stabilisation est de l’ordre de 2 à 3 fois la longueur du bras soit environ 10 m. (figure 5-4)
Figure 5.4 : Réponse de la table en épaisseur pour différentes variations de la hauteur des
points d’attache (HB) et différentes valeurs du rendement de commande R
Il faudra donc toujours majorer la commande des points d’attache par rapport à la variation d’épaisseur souhaitée. Pour connaître cette majoration, il faut soit avoir déterminé la relation qui lie l’épaisseur à l’angle d’incidence (figure 4-2) dans des conditions de vibration données, soit estimer le rendement de commande à partir des conditions de répandage (masse de la table ou pression statique, course et fréquence des dameurs, amplitude et fréquence de vibration, vitesse). Le tableau 5-4 permet de connaître les influences de ces différentes réglages sur le rendement de commande.
Paramètres Pression statique Moment d’excentrique
Valeur moyenne 0,15 bar 0,09 m.kg
Ecart - type 0,08 bar 0,03 m.kg
Effet relatif sur le rendement R
- 17 % - 17 %
Sens de variation du rendement R
Tableau 5-4 : Effet des réglages sur le rendement de commande
59
Deux autres réglages modifient également le rendement de commande, mais ils n'agissent pas forcément de la même façon selon le type de matériau:
- Pour les matériaux blancs, l'augmentation de la course des dameurs et du moment d'excentrique contribuent à obtenir des valeurs plus faibles du rendement de commande, alors que c'est l'inverse pour les matériaux bitumineux;
- L'augmentation de la fréquence des vibreurs fait décroître le rendement de commande pour les grave bitume.
5.3. Prise en compte d’une dérive en précompacité
5.3.1. Origine possible d’une dérive en précompacité
Les mêmes paramètres que ceux modifiant l’épaisseur peuvent engendrer une dérive de la précompacité. Ce sont:
la composition, la maniabilité ou la température du matériau;les réglages de la table (fréquence des dameurs et des vibreurs, variation de sa masse: pression statique);la vitesse;le niveau de matériau devant la table.
Donc toute variation de l'un de ces paramètres, modifiera l’épaisseur et la précompacité. Les variations induites sur l’épaisseur sont 4 à 5 fois plus importantes que sur la précompacité. Leur influence sur la précompacité est celle représentée sur le tableau 5-5.
Paramètres Vitesse Fréquence vibreurs
Pression statique Epaisseur
Valeur moyenne 3 m/min 2040 tr / min 0,14 bar 15,9 cm
Ecart - type 1,4 m/min 1434 tr / min 0,06 bar 9,1 cm
Effet relatif sur le taux de compactage
- 3 % + 5 % + 7 % - 4 %
Sens de variation du taux de compactage
Tableau 5-5 : Evolution de la compacité derrière finisseur en fonction de l'effet des réglages
L'effet des réglages est variable suivant la nature des matériaux. Le tableau 5-6 fournit les différentes influences mesurées sur les matériaux de surface et le tableau 5-7 sur les matériaux d'assise.
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Paramètres Vitesse Fréquence vibreurs
Pressionstatique
Epaisseur Moment d'excentrique
Valeur moyenne 3,6 m/min 1555 tr / min 0,15 bar 9,5 cm 0,05 m.kg
Ecart - type 1,5 m/min 1601 tr / min 0,06 bar 3,1 cm 0,06 m.kg
Effet relatif sur le taux de compactage
- 7 % + 4 % + 6 % - 6 % - 2 %
Sens de variation du taux de compactage
Tableau 5-6 : Effet des réglages sur l'évolution de la compacité derrière finisseur
pour les matériaux de surface
Paramètres Vitesse Fréquence vibreurs
Pression statique Moment d'excentrique
Coursedameurs
Valeur moyenne 2,5 m/min 2458 tr / min 0,13 bar 0,09 m.kg 6,2 mm
Ecart - type 1,1 m/min 1119 tr / min 0,06 bar 0,04 m.kg 4,2 mm
Effet relatif sur le taux de compactage
- 7 % + 3 % + 6 % + 8 % + 3 %
Sens de variation du taux de compactage
Tableau 5-7 : Effet des réglages sur l'évolution de la compacité derrière finisseur pour les
matériaux d'assise
5.3.2. Modification de la précompacité
Contrairement à la commande de l’épaisseur, il n’existe pas de commande en précompacité. La dérive de la précompacité dépend de l’élément perturbateur:
- Si la dérive provient d’une variation de la vitesse, et que celle – ci ne peut plus être celle choisie au démarrage du chantier, il faut agir sur la fréquence des dameurs, de façon à maintenir le rapport Fd/V identique à celui du démarrage. Dans ce cas, la précompacité à l’entrée de la table est sensiblement conservée;
- Si la dérive provient d’une modification du matériau sous la table, en l’occurrence de sa maniabilité, l’action doit porter sur la fréquence des vibreurs, de façon à maintenir l’épaisseur constante. Une augmentation de la maniabilité doit être compensée par une diminution de la fréquence vibreurs.
61
5.4. Prise en compte d’une dérive du profil en travers
5.4.1. Origine possible d’une dérive du profil en travers
Trois cas peuvent se présenter : - cas 1: la pente transversale de la table est maintenue par l’intermédiaire d’un MNT (ou correcteur de dévers); - cas 2: deux MNL sont installés de part et d’autre du finisseur; - cas 3: aucun système de guidage n’est utilisé.
L’origine de la dérive peut être un mauvais fonctionnement ou un mauvais réglage du moniteur de nivellement transversal pour le premier cas. Dans les deux autres cas, il s’agit plutôt d’un écart altimétrique entre les deux points d’attache qui n’existait pas au démarrage.
Normalement, si le réglage de la pente transversale était satisfaisant au démarrage, cette dérive a pour origine une variation de l’épaisseur.
5.4.2. Modification du profil en travers
5.4.2.1. - cas 1
Régler le contrôleur de dévers, (Procédure 7-9).
5.4.2.2. - cas 2
Régler les deux moniteurs de nivellement longitudinaux de façon à ce que les points d’attache soient à la même hauteur.
5.4.2.3. - cas 3
Remettre les points d'attache au même niveau; Pour chacune de ces actions, il faut vérifier que l’épaisseur est bien celle visée.
5.5. Prise en compte d’une dérive en uni
5.5.1. Origine possible d’une dérive en uni
L’uni étant conditionné par l’épaisseur et la précompacité, toutes les dérives citées précédemment influenceront l’uni. Cependant d’autres paramètres sont susceptibles d’agir sur cette grandeur. Il s’agit:
du système de guidage (comprenant les moniteurs de nivellement et la référence);du compactage.
De plus le niveau de déformation final (l’uni) dépend du niveau initial du sol support.
D’une façon générale, les éléments susceptibles de modifier le niveau d’uni initial sont:
en petites ondes (PO): le compactage et le système de guidage;
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en moyennes ondes (MO): la variation des paramètres de répandage (vitesse, fréquence des dameurs et des vibreurs, température de répandage, niveaux de matériau) et la référence de guidage (poutre ou fils);en grandes ondes (GO): le système de guidage (notamment la référence de nivellement).
5.5.2. Correction de l’uni
Les actions à entreprendre sur le finisseur pour corriger l’uni sont les suivantes:
le réglage ou la vérification du système de guidage (moniteurs de nivellement et référence);la vérification des paramètres de répandage.
5.6. Prise en compte d'un mauvais aspect de surface
Les problèmes d’aspect de surface peuvent avoir plusieurs origines ; il est proposé dans le tableau 5-8 quelques solutions.
Problèmes constatés Solutions
Arrachements
- vérifier la température de la table
- baisser la vitesse d'avancement du finisseur
- régler la hauteur de vis
- augmenter la fréquence des vibreurs
Ségrégation
- régler la hauteur des vis de répartition
- monter une contre - vis
- laisser du matériau dans la trémie et sur les convoyeurs à l’arrêt du finisseur
- enlever les enrobés collés sur les flancs de trémie à la fin de la journée
- vérifier la présence de bavettes sur les déflecteurs
Tableau 5-8 : Solutions à apporter lors d’un mauvais état de surface
6. BIBLIOGRAPHIE
• La mise en oeuvre au finisseur – M.-L. Gallenne – CR N°29 – Juillet 2001 – Collection études et
recherches des Laboratoires des Ponts et Chaussées.
• Contrôle de l’uni longitudinal des couches de roulement neuves – Guide technique pour l’application
de la circulaire N°2000-36 du 22 Mai 2000.
• Compactage des enrobés hydrocarbonés à chaud – Guide technique – Techniques et méthodes des
laboratoires des ponts et chaussées – Juin 2003.
• Méthode d’essai LPC N°46 : Mesure de l’uni longitudinal des chaussées routières et aéronautiques –
Exécution et exploitation des relevés profilométriques – Octobre 2000.
• Méthode d’essai LPC N° 49 : Mesure et interprétation du profil en travers – Septembre 2001.
• Evaluation des performances des techniques routières du point de vue de l'uni longitudinal des
chaussées –M.-L. Gallenne – RGRA N°792 -Février 2001.
• Le répandage au finisseur. Evolution des matériels. Bilan des connaissances en 1993 - Gallenne
M.-L., Bailly P., Gourdon J.-L, Cougouil G., Bulletin de liaison des Laboratoire des Ponts et
Chaussées - Mai 1995 - Spécial XVIII Matériels.
• Recherche sur le fonctionnement des matériels de répandage - Gallenne M.-L. - Monographie
d’études et de recherches 1991 du réseau des Laboratoire des Ponts et Chaussées - 1992 – pp.58-61.
• Les finisseurs à haut pouvoir de compactage - Gallenne M.-L., Delorme J.-L. - Bulletin de liaison des
Laboratoire des Ponts et Chaussées - Mai-Juin 1991 - N°173.
64
7. PROCEDURES
7.1. Vérification de la vitesse de translation du finisseur
Matériels utilisés :
1 chronomètre; 1 décamètre.
Mode opératoire:
Les mesures seront réalisées, régime moteur en travail (manettes à fond ), finisseur à vide, table levée, et hors chantier.
Choisir une vitesse d’avancement puis faire avancer le finisseur , faire un repère sur le sol à la verticale du bord de fuite de la table en déclenchant le chronomètre. Toute les minutes faire un nouveau repère sur le sol pendant au moins 10 minutes.
Mesurer avec une précision de 2 cm l’intervalle entre chacun des repères consécutifs et faire la moyenne pour avoir la vitesse d’avancement en mètre par minute.
Recommencer cette procédure pour chacun des points de calibrage, comme l’indique le tableau 4.4.
7.2. Vérification de la fréquence des dameurs et des vibreurs
Matériels utilisés :
1 compte tours sans contact; Des pastilles réfléchissantes.
Mode opératoire:
Pour cette mesure poser la table du finisseur sur 2 ou 3 pneus.
Coller une pastille réfléchissante sur une partie visible de l’arbre entraînant les dameurs ou les vibreurs.
Mesurer pendant 15 secondes la vitesse de rotation de l’arbre.
Répéter la mesure 3 fois.
Recommencer cette procédure pour chacun des points de calibrage, comme l’indique le tableau 4.4.
65
7.3. Vérification de l’épaisseur d’enrobés mise en œuvre
Matériels utilisés:
1 pige; 1 mètre.
Mode opératoire:
Au démarrage du chantier
L’épaisseur demandée après compactage étant connue, pour connaître l’épaisseur derrière la table du finisseur, il faut diviser l’épaisseur après compactage par le taux de précompactage de la table. Le taux de précompactage d’une table normale est de l’ordre de 75 à 80% tandis que pour une table à haut pouvoir de compactage, il est d’environ 80 à 90%.
Mesurer l’épaisseur d’enrobé répandue (photo 7-1):
dans l’axe; et à environ une distance de 0,5 à 1 mètre de chacune des extrémités de la table du finisseur.
Photo 7-1 : Mesure de l’épaisseur à la pige
Ces mesures sont à réaliser sur 5 profils distants de 5 mètres.
L’épaisseur est considérée acceptable si l’écart entre les moyennes des mesures : de l’extrémité droite du finisseur; de l’axe du finisseur;et de l’extrémité gauche du finisseur.
est inférieur à 5 millimètres, et si la moyenne de l’ensemble des mesures ne s’écarte pas de plus de 5 millimètres de l’épaisseur souhaitée avant compactage.
66
Si l’épaisseur n’est pas acceptable : se reporter au chapitre 4.2.2.
Vérifier à nouveau l’épaisseur après au moins 10 m.
En cours de chantier
Même procédure que lors du démarrage du chantier
Par contrôle des quantités d’enrobés mises en œuvre par unité de surface.
Cette procédure ne peut être utilisée que si la largeur de répandage est constante (afin de faciliter la mesure de la surface répandue).
Le dosage d’enrobé par m² est calculé à partir:
du tonnage d’enrobés mis en œuvre; et de la surface couverte avec ce tonnage.
L’épaisseur d’enrobé (cm) après compactage est obtenue en divisant le dosage d’enrobés par m² (kg) par la masse volumique apparente de l’enrobé après compactage (kg/m3).
E = Q / (S )
Avec E: épaisseur compactée, Q: le tonnage d’enrobés répandu pendant une unité de temps (par exemple 1 camion), S: la surface mise en œuvre pendant la même unité de temps, et lamasse volumique de l’enrobé compacté
Ces mesures sont à réaliser pour chacun des camions mis en œuvre.
En fin de journée l’épaisseur moyenne sera calculée à partir du dosage par m² moyen de la journée.
7.4. Vérification du taux de précompactage et de la précompacité
Le taux de précompactage correspond au rapport entre la précompacité (après finisseur) et la compacité du matériau (après compactage). Il permet de connaître le complément de compactage à effectuer par l’atelier de compactage.
Tc = Cr / Cc
où Cr est la précompacité du matériau après répandage et Cc est la compacité du matériau après compactage. Tc vaut généralement entre 0,75 et 0,85. Dans ce cas le complément de compactage à apporter est de 15 à 25 %.
Matériels utilisés:
1 règle d’une longueur de 1 m minimum , 1 mètre
Mode opératoire:
Deux méthodes sont possibles
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Méthode simplifiée indicative
A l’aide d’une règle et d’une pige, on mesure l’enfoncement (ou l’empreinte laissée par le compacteur :photo 7-2) après un aller retour de compacteur.
Photo 7-2 : Exemple d’empreinte laissée par le compacteur,
on en mesure la profondeur au réglet
Si on appelle t, la valeur de ce tassement et Er la valeur de l’épaisseur de répandage, alors le taux de compactage est :
Tc = 1 – 1,5 (t / Er)et la précompacité Cr :
Cr = Cc (1 – 1,5 (t/Er))
Méthode à partir de mesures gammadensimétriques
A l’aide d’un gammadensimètre, (photos 7-3 et 7-4) réaliser les mesures avant compactage selon trois points dans le profil en travers (dans l’axe, à environ 1 m de chacune des extrémités de la table du finisseur) et plusieurs points dans le profil en long ( au moins 3).
Photo 7-3 : Mesure au GMPV Photo 7-4 : Mesure au GF3
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Ces mesures correspondent à la masse volumique du matériau. Il s’agit de diviser la moyenne de ces valeurs par la masse volumique apparente pour avoir la précompacité. La deuxième méthode est plus juste que la première, mais elle nécessite d’avoir le matériel de mesure adéquat.
7.5. Vérification de l'angle d'incidence
Matériels utilisés: 1 règle de 3 mètres; 1 clinomètre; cales d'épaisseur différentes.
Mode opératoire:
Repérer sur la table, deux zones (sur les bords gauche et droit) suffisamment grandes pour y poser le clinomètre et dont l'angle reste constant par rapport à la plaque d'usure.
Disposer une règle de 3 m (sur le champ le moins large) sous la table du finisseur, sur un profil en long correspondant à l'une des deux zones précédentes. Ce profil doit être le moins déformé possible.
Mesurer la pente de la chaussée sur la règle de 3m, à l'aide du clinomètre et juste derrière la table.
Renouveler l'opération de l'autre côté.
Mesurer l'écart d'angle entre chaque zone repérée sur la table et la plaque d'usure (à l'aplomb).
Rajouter sous la table au niveau de la règle de 3 m, des cales d'épaisseur pour atteindre l'épaisseur de répandage prévue (figure 7-1).
Mesurer l'angle de la table sur les deux zones repérées.
L'angle d'incidence est égal à l'angle mesuré sur la table diminué de la pente de la chaussée. On fera la moyenne des angles des 2 côtés.
Figure 7.1 : Schéma de positionnement de la règle et de la cale d'épaisseur
Epaisseur de répandage
Règle de 3 m
Cale d'épaisseur Table
69
7.6. Vérification du contre poids du palpeur du moniteur longitudinal de nivellement
Matériels utilisés: 1 pèse lettre (soit une balance d’étendue 1 kg et de précision 1 g); 1 mètre.
Mode opératoire:
Le palpeur étant en appui sur un pèse lettre posé sur le sol, régler la hauteur du moniteur de nivellement longitudinal de sorte que la tige de fixation du palpeur fasse un angle de 45° par rapport à la verticale.
Régler le contre poids du palpeur de sorte que la force d’appui soit comprise entre 10 et 20 grammes.
Nota : Bien entendu, cette vérification est inutile si le palpeur est utilisé comme ski et donc repose sur le sol, ou s'il s'appuie sur un support rigide comme une poutre par exemple.
7.7. Vérification de la tension du fil de guidage
Matériels utilisés: 1 réglet; Une masse de 60 grammes.
Mode opératoire:
Se placer à égale distance de 2 potences supportant le fil de guidage (figure 7-2);
Mesurer à l’aide d’un mètre la hauteur du fil guide par rapport au sol.(H);
Accrocher au fil de guidage près de la mesure, une masse de 60 grammes;
Mesurer à nouveau la hauteur du fil de guidage (H - H);
La tension du fil guide est acceptable si l’écart entre les deux mesures est inférieur à 2 millimètres
( H 2 mm)
Figure 7.2 : mesure de la flèche du fil sous une masse de 60 g
70
7.8. Vérification de la vitesse de montée et de descente des vérins de nivellement et de leur déphasage.
Matériels utilisés: deux cales (par ex., pneumatiques usagés); 2 chronomètres; 2 mètres; 1 cale d’épaisseur comparable à la course du vérin de nivellement.
Mode opératoire:
Poser la table du finisseur sur des pneus et placer un moniteur de nivellement longitudinal sur un côté , au point d’attache. Placer un moniteur de nivellement transversal sur la poutre prévue à cet effet.
Afficher une pente nulle sur le moniteur de nivellement transversal.
Poser le palpeur du moniteur de nivellement longitudinal sur une cale d’épaisseur de 30 cm après avoir réglé le contre poids du palpeur.
Régler le point d’attache, du côté du MNL, à 2 ou 3 cm au dessus du point haut du vérin de nivellement.
Repérer la position des points d’attaches des 2 bras de nivellement.
Enlever la cale d’épaisseur sous le MNL et vérifier que le déplacement du point d’attache est bien de 30 cm, sinon régler la sensibilité du MNL.
Recommencer l’opération en déclenchant le chronomètre, on obtient ainsi la vitesse de descente du vérin de nivellement d’un côté.
Recommencer l’opération en mettant la cale pour avoir la vitesse de montée.
Recommencer l’opération en positionnant le MNL de l’autre côté.
Les vitesses de montée et de descente des vérins de nivellement ne doivent pas différer de plus de 10%.
Pour mesurer le déphasage entre les deux vérins, déclencher le chronomètre lorsque le premier vérin de nivellement (côté MNL) réagit à l’enlèvement de la cale et arrêter le lorsque le deuxième vérin de nivellement (côté MNT) commence à réagir. Calculer le temps du déphasage ainsi que la différence de déplacement des 2 points d’attache. Le déphasage doit être inférieur à 2 secondes.
Cette vérification peut être effectuée en continu avec un système de contrôle interne de la
machine.
71
7.9. Vérification du Moniteur de Nivellement Transversal ou “ pendule ”.
Matériels utilisés: Un rondin en bois de 20 cm de diamètre ou un tube d’acier; 1 mètre; 1 niveau à bulle de longueur 1 m; une règle de 2m; 1 cale de 15 cm.
Mode opératoire:
S’assurer que la poutre du support du moniteur de nivellement transversal est bien parallèle à la table du finisseur.
Placer le rondin sous la table du finisseur au centre de celle-ci et dans le sens de l’avancement (perpendiculaire à la table).
Positionner le moniteur de nivellement longitudinal sur le bras, au niveau de la table.
Poser le palpeur du moniteur de nivellement longitudinal sur la cale de 15 cm.
Afficher une pente nulle au moniteur de nivellement transversal.
Au moyen du niveau et de la règle, s’assurer que la table est bien horizontale.
Enlever la cale et vérifier que la table reste bien horizontale.
Recommencer l’opération en affichant une pente de 1 % sur le moniteur de nivellement transversal.
Afficher une pente de 1% au moniteur de nivellement transversal.
Poser la règle sur la table et la mettre à l’horizontale à l’aide du niveau.
Mesurer l’écart à l’autre extrémité de la règle puis calculer la pente ainsi obtenue.
Le correcteur de dévers est acceptable si la pente est juste à 0,1 % près.
Recommencer pour les points de calibrage prévus dans le tableau 4.4.
Cette vérification peut être effectuée en continu avec un système de contrôle interne de la
machine
72
7.10.Vérification de la plage morte du moniteur de nivellement longitudinal.
Matériels utilisés: 2 pneus; 1 cale d’épaisseur de 30 cm; 1 jeux de cales métalliques d’épaisseur égale à 0,2 mm chacune.
Mode opératoire:
Poser la table du finisseur sur les pneus.
Utiliser le moniteur de nivellement longitudinal qui devra être placé entre le milieu et le tiers arrière du bras de nivellement .
Mettre une cale sous le palpeur du moniteur de nivellement longitudinal.
Faire glisser avec précaution successivement, entre la cale et le palpeur de nivellement longitudinal, des petites feuilles métalliques de 0,2 mm d’épaisseur en surveillantr les mouvements du pointr d’attache.
Dès le premier mouvement du point d’attache, compter les feuilles métalliques et calculer l’épaisseur totale afin de déterminer la plage morte du moniteur de nivellement en descente.
Recommencer cette opération au moins 2 fois.
Puis interposer entre la cale et le palpeur de nivellement longitudinal ces petites feuilles métalliques.
Attendre la stabilité du point d’attache.
Enlever avec précaution une à une les feuilles métalliques en surveillant les mouvements du point d’attache.
Dès le premier mouvement du point d’attache, compter les feuilles métalliques enlevées afin de déterminer la plage morte du moniteur de nivellement en montée.
Recommencer cette opération au moins 2 fois.
La plage morte est déterminée pour une sensibilité donnée. Il sera fait de même pour toutes les possibilités de réglages de la sensibilité.
Cette vérification peut être effectuée en continu avec un système de contrôle interne de la
machine
Document publiØ par le LCPC sous le numØro C1502538
Impression Jouve - N
DØp t lØgal : 1er trimestre 2009
ISSN 1151-1516
Réf : GTFINISPrix : 35 Euros HT
Ce document vise à fournir des indications à l'ensemble de la profession routière (maîtrise d'oeuvre,entreprise, laboratoire de contrôle, …) concernant l'emploi du finisseur et de ses équipements.Appuyé sur un ensemble de connaissances issues de la recherche, mais aussi d'expériencespratiques, il suit un plan calqué sur le déroulement d'un chantier.Le chapitre 2 propose un ensemble d'éléments permettant d'optimiser l'adéquation du finisseur auchantier. Le chapitre 3 traite de la préparation du matériel pour les besoins du chantier.Le chapitre 4 fournit des règles simples de détermination des réglages les plus adaptés à la couchemise en œuvre et aux spécifications d'épaisseur, de précompacité et d'uni. Le chapitre 5 propose des solutions d'intervention, lors d'apparition de défauts ou de dérives descaractéristiques visées.À ce document sont annexées dix procédures pour vérifier les principaux réglages du finisseur.
This document aims at supplying indications to the road profession (project management, roadcompanies, and laboratories of control) concerning the use of the finisher and its equipments. Basedon a set of knowledge resulting from the research, but also from practical experiences, it follows aframework similar to the progress of a road site.The chapter 2 proposes a set of elements for optimizing the adequacy of the finisher to the road site.The chapter 3 deals with the preparation of the finisher for the needs of the road site.The chapter 4 supplies simple rules for determining the settings the most adapted to the spread layerand to the specifications of thickness, level of compaction and evenness. The chapter 5 proposes solutions of correction while defects of spreading appear or the aimedcharacteristics deviate.Ten procedures to check the main settings of the finisher are attached to this document.
