Plusieurs variables permettent de déterminer le rouleau approprié à chaque travail de compactage.
La plus évidente consiste à savoir si le compactage se fera sur de la terre ou de l'asphalte. Parmi les autres facteurs figurent la largeur de la zone de compactage, la densité finale requise, la pente de la zone de compactage, le type de mélange d'asphalte, le type de sol, ainsi que les matériaux situés sous la couche à compacter. D'autres éléments doivent être pris en compte pour chaque machine, telles que la fréquence, l'amplitude et la force centrifuge, qui auront un effet sur la densité finale.
Technologies de la compaction intelligentes – Ces technologies, allant de simples appareils de mesure à des systèmes automatisés qui contrôlent la performance de la machine pour l'opérateur, aident à simplifier l'opération et permettent aux entrepreneurs d'améliorer la productivité et de réduire les coûts d'un travail à refaire en faisant bien le travail dès le départ.
Compactage du sol – Rouleau lisse, pied de mouton ou rouleau à pneus?
En ce qui concerne le type de sol à compacter, les matériaux plus granuleux tels que le sable et le gravier nécessitent généralement un rouleau lisse ou un rouleau à pneus. Ces surfaces lisses, de même que le degré d'humidité optimal dans le sol, permettent aux matériaux granuleux de se consolider plus efficacement. Un compacteur vibratoire permet de compacter plus profondément le sol qu'un rouleau à pneus.
Les matériaux plus cohérents, tels que les argiles, nécessitent un tambour à pied de mouton vibrant. Les sols cohérents ont tendance à se coller et à glisser les uns sur les autres durant le compactage. Pour ces types de sol, il est essentiel que le sol soit cisaillé par le tambour à pied dameur pour obtenir la densité de compactage requise.
Largeur de compaction
L'entrepreneur doit chercher à obtenir la densité de la compaction requise en réalisant le moins de passages possibles. Mais cela ne signifie pas toujours qu'un rouleau plus grand est souhaitable. Pour les travaux routiers de grande envergure, certains entrepreneurs pensent immédiatement qu'un rouleau de 2,1 m (84 po) fera mieux l'affaire qu'un rouleau de 1,7 m (66 po). Mais le rouleau de 1,7 m (66 po) peut au bout du compte se révéler être la configuration optimale pour venir à bout de la tâche avec un nombre de passages comparable, tout en minimisant le chevauchement, ce qui permet de réduire la surcompaction.
Poids
Le poids constitue un élément important face à des facteurs tels que l'épaisseur de la couche et la densité de compactage finale. Pour les rouleaux à pneus, tout le secret réside dans le poids. Il est essentiel de choisir une machine qui offre plusieurs configurations de poids de sorte à maximiser le nombre d'applications possibles pour cette machine. Pour les rouleaux vibrants, le poids statique de la machine, plus la force générée par le moteur de l'excentrique, créent une force centrifuge aidant à déterminer la profondeur de compactage possible. Une machine trop lourde utilisée sur une couche trop fine peut causer un surcompaction de même, une machine trop légère utilisée sur des couches plus épaisses pourrait ne pas compacter correctement la base de la couche. Dans certains cas, une machine légère peut avoir une force centrifuge plus élevée en raison de sa plus grande amplitude.
La compaction d'un sol avec des couches considérablement plus profondes nécessite une machine plus lourde capable d'une force centrifuge plus importante pour pouvoir atteindre ces profondeurs. Pour l'asphalte, qui comporte des couches considérablement plus minces, la fréquence est plus importante que la force centrifuge. Les couches plus fines ne demandent pas autant de force; des machines plus légères peuvent, par conséquent, être préférables.
Les erreurs les plus fréquemment commises en matière de compaction du sol sont l'utilisation d'une machine trop légère ou la superposition de couches trop profondes. Les entrepreneurs construisent des couches profondes en espérant accélérer la tâche, mais le risque de zones molles est accru si la machine ne produit pas les forces centrifuges adéquates pour compacter la totalité de la couche. L'entrepreneur doit ensuite louer ou passer à une machine plus grosse pour atteindre ces profondeurs, ce qui constitue un impact majeur sur la productivité du chantier et sur la date d'achèvement des travaux. Il est important de connaître les capacités réelles de l'équipement disponible sur le chantier.
Dimensions du réservoir d'eau
L'eau joue un rôle important pour éviter que l'asphalte ne colle aux rouleaux ou aux pneus. Il est important de disposer d'un grand réservoir d'eau permettant à l'équipement de compaction de fonctionner toute la journée sans temps d'arrêt pour refaire le plein d'eau, ce qui permet d'optimiser la disponibilité de la machine et la productivité.
Déport de marche en crabe et dégagement lateral
La possibilité de décaler les rouleaux est importante pour deux raisons. Lors de la compaction d'asphalte sur une chaussée et pour les projets à grande échelle, il est important de lier tous les passages entre eux. Avec une machine de compaction dont les rouleaux peuvent être placés en ligne ou décalés, il est possible de créer un chevauchement allant jusqu'à 15 cm (6 po) pour lier un passage à l'autre. Ceci permet également d'obtenir des rayons de braquage plus serrés pour une meilleure manœuvrabilité lors de la compaction dans des zones confinées.
Un rouleau dont le dégagement latéral est élevé améliore également la manœuvrabilité. Une telle machine est idéale pour travailler dans les zones résidentielles ou commerciales, étant donné qu'elle peut s'approcher tout près des bordures existantes et autres structures basses.
Conception intelligente – Confort et facilité d'entretien
De nos jours, les équipements de construction sont de plus en plus confortables et faciles à utiliser, et ces qualités sont importantes pour l'opérateur qui travaille pendant de longues heures. Une cabine bien conçue doit offrir une excellente visibilité des rouleaux (les capots plongeants à l'arrière sont un atout important sur un compacteur), un siège maniable qui coulisse et pivote facilement au sein de la cabine pour la marche avant et la marche arrière, et des commandes intuitives faciles à manier pour régler la pressions des pneus, l'amplitude et les fréquences à la volée.
Les composants qui font l'objet d'un entretien périodique doivent être facilement accessibles. De telles dispositions sont importantes en termes de commodité, mais elles sont essentielles pour assurer l'entretien de la machine pendant le déroulement du chantier. La compaction de l'asphalte doit être réalisé à une certaine température. Si la température chute de façon trop importante, l'asphalte peut être détruit. Une panne de la machine et l'impossibilité de la remplacer rapidement pourraient affecter la date d'achèvement du projet.
Compteurs de compaction
Des compteurs de compaction sont désormais offerts par plusieurs constructeurs d'équipement de compaction. Ces compteurs mesurent le rebond au niveau de chaque cylindre sur son passage. Si, p. ex., la machine passe sur une surface sans enregistrer de rebonds lors de la compaction, l'opérateur sait que cette surface devra être retravaillée. Au contraire, si le compteur enregistre la totalité de l'énergie des rebonds, l'opérateur sait qu'il devra éviter de surcompacter la surface travaillée. Le compteur de compaction permet d'identifier les zones qui nécessitent une attention particulière avant de passer à l'étape du test.
Vibrations haute fréquence
Un des progrès technologiques récents en matière de compactage est sûrement l'introduction des rouleaux haute fréquence. Certaines machines proposent maintenant des fréquences pouvant aller jusqu'à 67 Hz ou même plus. Ces plages haute fréquence permettent de mieux contrôler la performance de compaction en fonction de l'épaisseur et de la densité de la couche.
En combinant les réglages de fréquence et d'amplitude variables, ces machines peuvent être réglées pour mieux travailler les couches plus minces (faible amplitude et haute fréquence) et les couches plus épaisses (forte amplitude et basse fréquence). Il est aussi possible de régler la force centrifuge pour adapter le travail à l'épaisseur de la couche et à la profondeur de compactage désirée. La possibilité de régler précisément ces machines permet d'accroître la productivité sur le chantier et d'éviter autant que possible les reprises.
Rétroaction en temps réel et directives opérationnelles
Certains équipements de compaction modernes informent l'opérateur sur les conditions de fonctionnement et réglages recommandés en réponse à la rétroaction en temps réel des conditions du matériau compacté. Ces fonctions sont basées sur les réglages de rigidité souhaités. Un réglage de rigidité souhaité est préréglé selon une passe de référence qui correspond déjà aux critères demandés. Le système informe l'opérateur sur la plage de fonctionnement que le compacteur devrait idéalement utiliser pendant son déplacement. L'écran affiche la vitesse (mi/h) que le compacteur devrait utiliser de même que le réglage de niveau de vibrations recommandé. Le système fournit des directives opérationnelles à l'opérateur, mais tous les réglages proposés doivent être effectués par l'opérateur.
Il est à noter que ces technologies mesurent la rigidité du matériau, et non sa densité. Les densimètres nucléaires, qui sont les instruments les plus acceptés dans l'industrie, mesurent le degré de densité du sol.
L'indication d'une mesure de rigidité est considérée comme étant supérieure à celle d'une mesure de densité. Si une société se fie uniquement aux données d'un densimètre nucléaire, elle n'obtient pas les capacités de force portante appropriées. Un test de densité nucléaire demeure nécessaire, mais l'indication d'une mesure de rigidité est plus précise, et la réussite du test est plus probable si des fonctions de compaction intelligentes sont utilisées.
Fonctions d'automatisation
Certains équipements de compaction modernes proposent une technologie d'automatisation qui règle automatiquement le niveau de vibrations des tambours pendant le déplacement de la machine, de sorte que la tâche de l'opérateur se résume à la diriger et à contrôler sa vitesse de déplacement. Ces systèmes sont plus évolués et reposent en grande partie sur l'électronique. À cet effet, afin de protéger les composants électroniques de la poussière et des débris, certains constructeurs installent ces systèmes uniquement sur des machines dotées de cabines fermées.
Relevés de temperature
Un autre facteur d'importance réside dans le fait qu'un bon système de compaction intelligent surveille la température de l'asphalte. Selon le type d'enrobé asphaltique, celui-ci doit être compacté en respect d'une plage de température particulière. Dès qu'elle commence à refroidir, la compaction ne peut plus s'effectuer correctement. La température de l'asphalte est cruciale, et ces systèmes contribuent à garantir une température de compactage appropriée.
Technologie de cartographie
La documentation est une caractéristique de série sur plusieurs systèmes de compaction intelligents. À l'aide d'une imprimante ou d'un ordinateur, le système peut documenter et afficher les détails de chaque passe de sorte que l'entrepreneur puisse confirmer que le travail a été exécuté selon les exigences. L'avenir de la documentation et de la compaction intelligente repose sur les technologies de cartographie. Contrairement à la documentation usuelle, les dirigeants peuvent accéder aux coordonnées du chantier et les comparer à l'information documentée par l'intermédiaire du système de compactage intelligent. Cette nouvelle combinaison de données et d'emplacements aide à localiser les passes effectuées, à connaître leur nombre, le degré de compactage, les paramètres utilisés, entre autres.
Grâce à l'information détaillée du système de cartographie, les entrepreneurs peuvent repérer facilement les endroits du chantier qui n'ont pas reçu les degrés de compaction appropriés. Cette information est cruciale, en raison de la présence possible de matériaux de base inappropriés ou d'autres obstructions qui pourraient nuire à la qualité de la compaction. Sans les technologies de cartographie, l'opérateur sait seulement qu'il y a des couches mal compactées, à certains endroits sur le chantier. Malgré l'expérience acquise, ils peuvent au mieux deviner l'endroit à revoir, sans toutefois pouvoir le préciser. Grâce à la technologie de cartographie, ils connaissent précisément l'endroit où des ajustements seront nécessaires.
La solution de cartographie hisse la compaction intelligente à un niveau supérieur et permet d'intégrer facilement plusieurs chantiers qui disposent déjà de la technologie de contrôle des machines déjà utilisée pour les bouteurs, les niveleuses, entre autres.
Avantages de la technologie de compaction intelligente
Les machines d'aujourd'hui offrent non seulement une productivité accrue et la capacité de travailler plus rapidement en raison des paramètres de performance optimaux, mais elles abaissent en plus les coûts engendrés par les reprises de travail non conforme.
Grâce à l'augmentation rapide de la qualité de compaction durant chaque passe initiale, un nombre inférieur de passe est nécessaire pour atteindre les exigences requises, pour ainsi réaliser des économies de temps, de coûts du carburant et d'entretien de la machine, en plus d'éviter les pièges relatifs au sous-compactage et à la surcompaction.
La formation moins intensive de l'opérateur est aussi un avantage non négligeable. Les entrepreneurs peuvent ainsi confier une machine de compaction à un opérateur moins expérimenté, en raison des fonctions d'automatisme évoluées qui aident l'opérateur à travailler plus efficacement. Malgré la présence de ces systèmes plus intelligents, le facteur humain demeure critique, et la formation simplifiée accélère le cycle opérationnel des opérateurs.
En raison de ses nombreux avantages. le compactage intelligent constitue la solution productive et efficace de l'avenir. Le gain de productivité, la baisse des coûts d'exploitation, la qualité du travail et la formation accélérée sont tous des facteurs trop importants pour être ignorés.