UNI DES CHAUSSEES

UNI LONGITUDINAL :UNI LONGITUDINAL :

MAITRISE DE LA MISE EN MAITRISE DE LA MISE EN ŒŒUVRE UVRE

DES ENROBESDES ENROBES

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Plan de l’exposé

Rappel des principes de fonctionnement d’un finisseur

Influence des paramètres de réglage du finisseur sur la couche d’enrobé (épaisseur, uni et compacité)

Causes possibles de la génération de défauts d’uni

Modes de guidage des finisseurs

En résumé pour obtenir une bonne qualité d’uni…

Evolution des compacteurs pour améliorer l’uni

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Principe de fonctionnement d’un finisseur

Avancement du finisseur

MatériauxVis de

répartition

Table

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Flux des matériauxLe finisseur pousse les roues arrières du camion

0,50m

Arrêt- pousser

Rouleauxpousseurs

Le flux de matériaux est réglé par :- la vitesse des convoyeurs = f(vitesse d’avancement, épaisseur de la couche)

- la vitesse de la vis de répartition

Le volume des matériaux doit être gardée aussi constanteque possible pour obtenir un uni satisfaisant

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Bras de nivellementCommanded’épaisseur

Mécanismede compaction

Table

Articulation

Engin tracteur

Point d’attache des bras

Le fonctionnement est identiqueà celui d’un canot-ski nautique

Principe d’équilibre de la table flottante

Théorie

selon Blaw Knox

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Les vérins de nivellement

Point de fixationou d’accroche

Vérin de relevage de table

Vérin de nivellementréglage hydraulique

Réglagemécanique

Screed outable

Vis de répartition

Positionnement des vérins de nivellement

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Réglage de la table du finisseurLes vérins permettent de modifier verticalement la position des pointsd’accroche, ce qui modifie l’angle d’attaque (incidence) de la table et l’épaisseur de la couche d’enrobé

La table monte si :- montée du point d’accroche- augmentation du volume de matériaux- augmentation de la vitesse d’avancement- baisse de la température des matériaux

La table descend si :- descente du point d’accroche- baisse des volumes de matériaux- réduction de la vitesse d’avancement- augmentation de la température des matériaux

La table est stable si tous les facteurs précédentssont constants

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L’angle d’attaque de la table

Screed /Table

Vis de répartition

α doit varier en fonction de l’épaisseur et du type de matériauexemple : 0,1° à 0,4° selon les finisseurs pour 10 cm d’épaisseurValeurs faibles pour enrobés et les plus élevées pour les GB

L’épaisseur d’enrobés répandue est proportionnelleà la valeur de l’angle d’attaque (incidence) α

UNI DES CHAUSSEESdu débit de la centrale

Influence des paramètres du finisseurVariation du Epaisseur Compacité

paramètre sortie de table sortie de table

Vitessed’avancement

Niveau de l’enrobé -------dans la vis -------

Fréquencedes tampers

Amplitude des tampers

Fréquence vibreurs

Fonctionnementen vis calées

Températuredes enrobés

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Causes possibles de la génération de défauts d’uni (1)

• Table pas assez chaude• Démarrage le matin à vitesse trop élevée• Enrobés trop froid• Démarrage au joint transversal sans les cales• Tas d’enrobé devant les chenilles

• Mauvais fonctionnement des dameurs• Finisseur qui patine sur l’émulsion• Freins du camion bloqués devant le finisseur• Arrêt - pousser non respecté• Conduite sinueuse du chauffeur du finisseur• Actions répétées du régleur sur les boutons de réglage

Dans le cadre de la conduite du chantier

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• Mauvais réglage du palpeur ou pendule• Mauvais réglage des palpeurs des vis de répartition• Mauvaise hauteur des vis de répartition• Manque d’alimentation dans les vis de répartition• Vitesse d’avancement irrégulière• Variation de la fréquence dameurs vibreurs• Stationnement longue durée avec la table pleine (défaut en PO)

Génération de défauts d’uni (2)Dans le cadre des réglages du finisseur

Exemple

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Alimentateur en continu Franex

- Cas des grands chantiers (type autoroutiers)- Pas d’arrêt du finisseur- Suppression des défauts d’uni dus à

l’arrêt du finisseur

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Vis calées : hauteur d ’articulation fixe, auto nivellement

On ne recopie pas la géométrie du support

1

Guidage court : commande des hauteurs des points de fixation par ski et par ultra-sons

Guidage par référence fixe : Fils, laser, DPS

Pseudo vis calées : commande manuelle des hauteurs d ’articulation des bras (action sur les vérins de nivellement)

2

Guidage par référence mobile : poutres > 11 m

Modes de guidage des finisseurs

3

5

4

On recopie la géométrie du support

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Guidage automatique court- Palpeur avec contact physique (ski , patin ou tube)

Un ski monté sur un potentiomètre transmetdes informations électriquesaux bobines qui pilotent les vérinsde nivellement du finisseur

- Palpeur sans contact physique (ultra-sons) Sans contact avec le sol, maisplus sensible aux températures élevées.

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Les poutres enjambeuses 18 m

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

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Guidage automatique des finisseurs sur fils

Fil et potence

Inconvénients :

- Mise en place des potences et des fils

- Maintenir la tensiondes fils

- Coût supplémentaire

Distance inter- potences< 10 m(6 à 7 m)

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Guidage automatique des finisseurspar plan laser

Laser tournant

Récepteurs sur mâts

Plusieurs machines peuvent être équipées sur un même chantier

- un plan + une pente- 1 ou 2 mâts récepteurs

sur 1 ou plusieurs engins- calcul des positions table / plan- action sur les vérins

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Mode de guidage longitudinal en fonction del’épaisseur de la couche d’enrobés

ModeDe

guidage < 3 cm 3 à 5 cm 5 à 10 cm > 10 cm

Épaisseur d’application en cm

Vis calées

Poutres enjambeuses

Poutres courtes

Fils

Laser

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Apports du guide techniqueApports du guide techniqueRésultats statistiques sur une série de chantiers

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Guidage automatique des finisseurspar système DPS

Objectif : Asservir l’altimétrie et la pente de la table du finisseur en temps réel par rapport au projet mathématique

Principe :- Sur la machine : un prisme 360° monté

sur un mât solidaire d’un des bras dela table ( ≤ 4 m )

un inclinomètre

un ordinateur avec logiciel de calcul

un automate de régulation

- En un point connu de la polygonale :un théodolite vidéo-asservi en station

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Guidage automatique des finisseurspar système DPS

Fonctionnement :

1- L’ordinateur « connait » la géométrie du projet (points X,Y,Z tous les 5 m, profils en travers fictifs avec dévers)par enregistrement d’un fichier

2- Le théodolite mesure en permanence la position de la machine en 3 D et envoie les paramètres à l’ordinateur

3- L’ordinateur calcule en temps réel le différentiel entre ces paramètres et ceux du projet (plage maximale 300 m)

4- L’automate de régulation traduit les écarts mesurés en commandes hydrauliques sur les vérins

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Tableau comparatif FIL / PLAN LASER / DPSFIL PLAN LASER DPS

Avantages

Inconvénients

- référence visuelle

- référence pour la direction de l’engin

- travail possible par tout temps

- en cours d’abandon

- implantation fils et potences- coût élevé

- obstacle dangereux

- risque d’erreurs humaines

- adapté pour plates-formes

- peut guider plusieurs enginsà la fois

- travail sur un plan, ne donne pas les coordonnées X, Y

- doit être associé à un fil ou GPS

- perturbé par les écrans

- 2 émetteurs pour linéaires > 400 m

- donne coordonnées X, Y, Z

- mise en œuvre rapide, souple

- contrôle de conformité facilité

- personnel topo qualifié- matériel topo agréé

- acquisition des données de guidage du finisseur

- polygonale très précise- matériel sensible à l’eau et au brouillard

- perturbé par les écrans - 2 émetteurs pour linéaires > 400 m- 1 DPS = 1 prisme = 1 engin

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En résumé…

Modesde

guidage GO OM POAteliers

Vis calées

Poutres enjambeusesPlan laser, DPS

Poutres courtes

Fils,Plan laser, DPS

Guidage

Influencesprépondérantes

Gammes d’ondes concernées

RépandageCompactage

RépandageCompactage

Répandage

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En résumé…

Modesde

guidage Plates formes

Couches de forme

Couches d’assise

Couches liaison

Vis calées

Poutres enjambeusesPlan laser, DPS

Poutres courtes

Fils,Plan laser, DPS

Couches roulement

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Apparition de bourrelets à l'avant des billes

Causes :•• Absence de couche d’accrochage, • Surdosage en gravillons 2/4 ou 4/6• Trop grande maniabilité de l’enrobé ( formulation : granularité tropfine, teneur en liant élevée)

• Le compacteur est trop lourd

Défauts d’uni générés lors du compactage

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Système VARIOMATIC (BOMAG) :

Adaptation automatique de l’amplitude suivant la rigidité de la couchecompactée

Evolutions permettant d’améliorer l’uni (1)

- Capteurs d’accélération situé sur la bille avant qui mesurent les modules de vibration

- Avantages :Orientation automatique de l’énergie de compactage suivant la progression de celui-ci (Evite les effets rebonds).Amélioration de l’uni et de la macrorugosité (cf constructeur)

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Système oscillatoire (HAMM) :

Evolutions permettant d’améliorer l’uni (2)

Deux masses tournent dans le même sens.

Création d’un moment autour de l’axe de la bille.

Le changement de direction du moment d’excentriqueprovoque l’oscillation de la bille.

Les forces tangentielles sont transmises vers le bas dansle sol.

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Haute fréquence (Dynapac) :Petite amplitude associée à une fréquence élevée (60-70 hz)

Evolutions permettant d’améliorer l’uni (3)

Avantages :

Amélioration de laqualité de l’uni (rapprochement depoints d’impact)Amélioration de lamacrorugosité(compactage moinsagressif)