Troisième partie ; les défauts du revêtement et les véhicules de transfert de matériau
La pose du revêtement et les défauts possibles
En opération, un camion-benne rempli d'asphalte recule jusqu'à la trémie du finisseur. Le camionneur passe au point mort et appuie légèrement sur les freins. C'est le finisseur qui pousse alors le camion pendant que ce dernier décharge sa cargaison dans la trémie du finisseur. L'opérateur du finisseur signale au camionneur quand ce dernier doit lever ou abaisser la benne.
Cette vidéo de la Federal Highway Administration fut réalisée en 1996 et énumère les causes potentielles de défauts du revêtement d'une route. L'extrait ci-dessus se concentre sur la pose de l'asphalte et met en vedette un finisseur Blaw-Knox PF-65. Notez tout d'abord les camions-bennes ; s'ils sont trop nombreux, ils doivent attendre pour décharger et le matériel refroidit avant même d'atteindre le finisseur. À l'inverse, trop peu de camions et c'est le finisseur qui doit attendre le prochain arrivage pour poursuivre le travail. Le poids de la table du finisseur qui repose sur l'asphalte encore chaude pour de longue période peu causer un renfoncement de la chaussée. Les camions-bennes qui heurtent le finisseur en faisant marche arrière sont une autre cause de défectuosité de la chaussée ; l'impact peut pousser la table vers l'arrière sur le revêtement fraîchement posé, créant un froissement de l'asphalte. Vient ensuite l'asphaltage sur une pente descendante, où le finisseur doit pousser un camion-benne qui garde les freins serrés. Si le chauffeur du camion appuie trop fermement sur les freins, le finisseur patinera et risque de bondir lorsque le chauffeur desserrera finalement les freins, causant un renfoncement sur la surface de la chaussée. Notez les crochets à rouleaux (8:38), pour faciliter le travail dans les côtes (cliquez ici pour revoir l'extrait).
Le camion doit rester en contact avec le finisseur durant tout le déchargement, on évite ainsi les déversements accidentels de matériel sur la fondation de la chaussée. Ces déversements, s'ils ne sont pas ramassés à temps, constituent des obstacles que le finisseur devra franchir, entraînant des mouvements indésirables de la table, risquant de créer des bosses ou des creux sur le revêtement.
Lorsque des tombereaux à déchargement ventral sont utilisés, l'asphalte est déposée en andain sur la fondation de la route, devant le finisseur. Un élévateur d'andain est alors utilisé pour charger l'asphalte dans la trémie du finisseur. Avec cette méthode, les camions attendent moins longtemps pour décharger et n'ont aucun contact avec le finisseur. Ici, un élévateur Weiler E650b fait équipe avec un finisseur Caterpillar AP1055F.
Le pavage en continu
Plusieurs facteurs influent sur la qualité du revêtement d'une route asphaltée. Une situation problématique fréquemment rencontrée est la ségrégation des matériaux. Les petits graviers tendent à se séparer des plus gros lors de la manutention de l'asphalte, créant un mélange hétérogène qui risque de réduire la durée de vie de la route. Les différences de température marquées, entre le matériel au centre et celui près des bords de la benne d'un camion, par exemple, peuvent aussi engendrer des défauts du revêtement. Des études menées lors de la pose du revêtement, faites avec des caméras thermiques, montrèrent que des zones plus froides apparaissaient sur la chaussée à la fin de chaque chargement de camion. C'est que l'asphalte accumulée sur les bords de la trémie refroidie tandis que le camion se décharge. Une fois le camion parti, la coutume est de vider la trémie, en inclinant les côté pour rabattre l'asphalte restant vers les convoyeurs à lattes. Cet asphalte, dont la température est plus basse que le reste du mélange, crée des ilots dont la densité est plus faible. La densité de ces zones étant plus faible que le reste du revêtement, c'est souvent là que les fissures et crevasses se forment.
Dans cette vidéo promotionnelle du fabricant allemand Vögele, on voit un véhicule de transfert Vögele MT3000-2i alimentant deux finisseurs Vögele Super 1800-3i SprayJet. Ces finisseurs sont équipés de buses pour appliquer une couche de liant sur la chaussée existante afin de permettre au nouveau revêtement d'y adhérer.
Mais même avec un mélange homogène dont la température est uniforme, tout n'est pas gagné d'avance. Les arrêts/départs du finisseur et les à-coups subis lorsqu'un camion recule contre le finisseur peuvent aussi créer des défauts du revêtement. Lorsqu'il s'agit d'une route où le trafic est de faible densité et la vitesse peu élevée, les défauts engendrés par les arrêts/départs et à-coups du finisseur ne posent généralement pas de problème. Mais pour le revêtement d'une autoroute, ces défauts sont intolérables. C'est pour palier à ces lacunes que le véhicule de transfert de matériau (VTM) fut créé. Le VTM, aussi appelé alimentateur, agit comme tampon entre le camion et le finisseur. L'asphalte est remélangé durant le transfert du camion au finisseur, contribuant à réduire la ségrégation des matériaux et uniformisant la température du bitume. Les plus grosses machines du genre peuvent contenir tout le chargement d'un camion, et parfois plus... Le finisseur peut alors opérer à vitesse constante sans interruption, tandis que les camions se relaient pour alimenter le VTM.
Un VTM Terex CR662RM. Cette machine est en réalité un finisseur dont la table a été remplacée par un convoyeur.
Sur le Terex CR662RM, quatre vis sans fin remplacent les deux convoyeurs à lattes pour amener le matériel de la trémie au convoyeur. Elles contribuent à remélanger l'asphalte et réduire la ségrégation du matériel.
C'est la firme Roadtec, propriété d'Astec Industries Company, qui fut la première à développer un VTM. La première version était capable d'accumuler et remélanger 35 tonnes d'asphalte.
Un VTM Roadtec MTV3500, d'une capacité de 35 tonnes fait équipe avec un finisseur Caterpillar AP1055B. Bien qu'efficace, la taille imposante de la machine complique grandement son transport.
Le concept du VTM malaxeur démontra rapidement son utilité lors des premiers essais, même si la version originale de Roadtec était trop grosse pour être utilisée à grande échelle. Roadtec raffina le concept et, en 1989, commercialisa une nouvelle version d'une capacité de 25 tonnes.
Ici, un VTM Roadtec SB2500 Shuttle Buggy, d'une capacité de 25 tonnes. Notez le finisseur Roadtec SP200e, conçu pour être utilisé exclusivement avec un VTM. Notez aussi les buses, situées devant la table, pour l'application de liant.
Cette vidéo fait la promotion du VTM 1250A fabriqué par Weiler. Notez la cuve tampon installée dans la trémie du finisseur. Ce VTM a une capacité de transfert de 600 tonnes à l'heure.
Cette vidéo promotionnelle de la firme française Eurovia nous montre un VTM Franex F606 en équipe avec un finisseur Volvo.
C'est principalement l'évolution des techniques d'analyse de la qualité du revêtement des routes qui mena au développement des véhicules de transfert de matériel. L'utilisation des VTM constitut le plus grand changement dans les pratiques de la pose de l'asphalte depuis l'invention du finisseur, quelques 50 ans plus tôt.
Les joints longitudinaux
Un autre problème qui fit cogiter plusieurs ingénieurs est la qualité des joints longitudinaux : lorsque deux voies parallèles sont asphaltées, une bande de 8 à 15 centimètres dont la densité est plus faible que le reste de la chaussée apparait le long de la première voie, du côté de la seconde voie. Lorsque rien ne contient l'asphalte, le matériel tend à s'aplatir lors du passage des rouleaux compacteurs, telle une pâte à tarte. La densité de cette bande est de 4 à 6% plus faible que le reste du revêtement. Lorsque les deux voies sont pavées en même temps, le second passage des rouleaux compacteurs lors de la pose du revêtement de la seconde voie corrige le problème. Mais lorsque plusieurs heures, voire plusieurs jours, sépare le pavage des deux voies, la zone moins dense de la première voie refroidit et durcit ainsi. Cette densité plus faible favorise la pénétration de l'eau, ce qui accentuera le vieillissement de l'asphalte. Une solution consiste à réchauffer la bande d'asphalte dont la densité est plus faible lors du pavage de la seconde voie. La bande à faible densité peut alors être compactée à nouveau jusqu'à ce que la densité désirée soit obtenue.
Cette vidéo nous montre la réparation du revêtement d'une piste d'atterrissage de la base militaire de Fort Drum dans l'état de New York. On y voit ici un finisseur Caterpillar AP1000E équipé d'un système de chauffage du joint longitudinal fabriqué par Heat Design Equipment Inc. Le système de chauffage à infrarouge utilise du gaz propane.
Relisez la première partie :
Développement et évolution du finisseur
Première partie ; le finisseur à béton
Relisez la deuxième partie :
Développement et évolution du finisseur
Deuxième partie ; le finisseur à asphalte
Bibliographie
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Dernière mise à jour : 3 mai 2021
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