Pose et compactage d’enrobé à basse température

Des machines de VÖGELE et HAMM construisent une chaussée avec de l’enrobé à température abaissée

Depuis 2019, le centre-ville de Karlsruhe autour de la Kriegsstraße est en pleine transformation : la large rue principale va laisser place à une ligne de tramway verdoyante, des allées d’arbres et des pistes cyclables tout en offrant beaucoup de place aux piétons. Pour cela, une ligne de métro va être créée et les automobiles passeront dans un tunnel de 1,6 km pour traverser le centre-ville. Pour la pose de l’enrobé dans les deux tubes du tunnel de 5,30 m et 6,80 m de large, l’entreprise commettante KASIG (Karlsruher Schieneninfrastruktur-Gesellschaft mbH) a accordé une grande importance à la protection de l’équipe de pose. Ainsi, seuls des compacteurs et finisseurs dotés de filtres à particules diesel étaient autorisés à travailler dans le tunnel. De plus, il fallait utiliser des enrobés à basse température : comme leur température de pose est environ 30 °C inférieure à celle des enrobés chauds, ils réduisent considérablement les vapeurs, émissions et températures auxquelles est exposée l’équipe de pose. Par ailleurs, les experts pensent que les enrobés à température abaissée présentent une résistance à la déformation particulièrement élevée. C’est un critère important pour les voies très fréquentées comme le tunnel routier de Karlsruhe.

Plage d’intervention très courte pour la pose et le compactage

Le traitement, en revanche, présente certains défis : pour le projet de Karlsruhe, des cires spéciales ont permis de compacter l’enrobé même à basse température. Cependant, dès que de tels enrobés descendent en-deçà d’une température critique, ils deviennent brusquement rigides. C’est pourquoi l’enrobé doit être posé et compacté aussi vite que possible et sans interruption. L’entreprise chargée des travaux, Martin Paschmann Asphaltbau GmbH, a utilisé pour cela deux finisseurs VÖGELE de type SUPER 1800-3i et trois compacteurs HAMM : un rouleau mixte de type DV+ 90i VT-S, un rouleau tandem DV+ 70i VV-S et un rouleau compact HD 14i VO.

Finisseurs efficaces et puissants exigés

Pour laisser un temps de compactage aussi long que possible aux compacteurs, tout devait parfaitement s’enchaîner sur le chantier : en plus d'un convoiement optimal de l’enrobé, il fallait assurer une pose continue efficace. Les SUPER 1800-3i ont ici pu montrer tous leurs atouts : grâce au convoiement et à la répartition du matériau performants tout en le ménageant, ils atteignent des rendements de pose élevés et peuvent ainsi poser des enrobés à température abaissée avec une haute qualité. Cela est surtout dû au puits à chaînes chauffé que VÖGELE a déjà fait breveter : il se trouve à l’endroit où l’enrobé tombe sur la vis de répartition et est réparti sur la largeur. Comme toute sa surface est chauffée de manière homogène sur les finisseurs VÖGELE, aucun enrobé n’y adhère, même les enrobés à basse température. La chauffe électrique de la table veille en outre à ce que les autres composants en contact avec l’enrobé, c’est-à-dire les tôles lisseuses et les groupes de compactage, soient chauffés de façon constante. Cela garantit une structure de surface régulière tout en réduisant l’encrassement des composants de la machine.

Gain de temps grâce au puissant précompactage et aux fonctions automatiques

Une pose propre et précise est importante, mais le précompactage est également décisif : pour le tunnel routier de Karlsruhe, on a mis en œuvre des tables extensibles AB 500 et AB 600, toutes deux équipées des groupes de compactage dameur et vibreur. Les finisseurs ont ainsi pu réaliser un puissant précompactage, ce qui a réduit le nombre de passages ensuite requis pour les compacteurs. Le système de conduite ErgoPlus 3 a également augmenté le rendement et la qualité de la pose : comme l’enrobé à température abaissée est plus visqueux que l’enrobé chaud et que cela a des répercussions sur la marge de compactage, les fonctions automatiques « AutoSet Plus » ont été notamment très utiles. Ainsi, la fonction « Mémorisation des programmes de pose » a permis au conducteur du finisseur de sauvegarder les paramètres de pose utilisés avec succès et de les rappeler le lendemain ou pour la tranche de travaux suivante sur une simple pression de touche.

Le défi du compactage final

Outre les défis de la pose par les finisseurs, il s’est avéré que « le compactage final par les différents compacteurs était plus compliqué qu’avec la pose d’enrobé chaud car la plage de temps disponible pour obtenir le compactage final est nettement inférieure pour les enrobés à température abaissée », indique Sebastian Boldt, Chef d’équipe chez Schleith GmbH. En raison de cette plage de temps réduite, les compacteurs ont dû travailler très près du finisseur par courtes bandes régulières. « De cette manière, les compacteurs ont pu apporter une grande énergie de compactage durant le peu de temps à disposition. L’enrobé à température abaissée peut aussi être compacté uniformément sur toute la chaussée de façon dynamique, c’est-à-dire avec le vibreur et le dameur », déclare Axel Mühlhausen, expert en application chez HAMM. Lorsque la flotte de compacteurs comprend des rouleaux tandem et des rouleaux mixtes, il est utile d’avoir des jupes thermiques pour éviter un refroidissement rapide des pneus. La pose d’enrobé dans les tubes du tunnel s’est déroulée en deux tranches. « Sur la première tranche vraiment très courte, nous avons adapté le processus de pose et les schémas de compactage à l’aptitude au compactage de l’enrobé », rapporte Christian Riede. En tant que chef de chantier de l’entrepreneur général Schleith, il a coordonné l’ensemble des travaux d’enrobé. « Le béton bitumineux à température abaissée utilisé était certes applicable relativement longtemps, mais devenait ensuite brusquement rigide. Cette brusque augmentation de la rigidité complique le compactage et constitue l’une des principales différences avec l’enrobé chaud classique. Cela confirme une nouvelle fois qu’il est très important d’utiliser la bonne plage de temps pour réussir à obtenir un compactage de haute qualité. »

Application idéale pour les rouleaux mixtes

Pour le compactage des couches de base et de liaison en béton bitumineux, le commettant avait demandé des compacteurs de poids moyen pour le premier passage. C’est pour cela qu’un rouleau mixte HAMM de type DV+ 90i VT-S d’environ 9 t a été choisi. Il a tout d’abord compacté l’enrobé, qui est au début sensible au cisaillement, avec ses pneus. Les pneus créent dans un premier temps un joint étanche par effet de foulage. Le cylindre assure ensuite la planéité requise. De plus, si le compacteur approche du finisseur en biais, cela évite efficacement la formation d’ondulations. Lors du compactage des couches de liaison, de base et de roulement constituées d’enrobés sensibles au cisaillement, les pneus pétrissent et foulent l’enrobé sans l’enfoncer ou le déchirer. Pour cela, le compacteur à pneus doit avoir une traction élevée. C’est précisément ce qu’assure le système antipatinage des compacteurs HAMM dans n’importe quelle situation. De plus, la suspension à correction de niveau intelligemment conçue dans le DV+ veille à ce que le poids soit réparti uniformément sur le substrat.

Travail d’équipe de rouleaux tandem

Le compactage final a été effectué par un rouleau tandem HD 14i VO (4,5 t) et un rouleau tandem à traverse pivotante DV+ 70i-VV-S travaillant en équipe. En effet, en raison de la plage d’intervention réduite, l’énergie de compactage a dû être appliquée rapidement. Lors de la pose d'un revêtement en enrobé exposé, les zones de jonction en particulier doivent être compressées et compactées rapidement dès que l’enrobé présente une résistance à la déformation suffisante. Cela n’a pas été nécessaire dans le tunnel car la pose s’est effectuée entre des caniveaux à fentes déjà installés.

Bilan positif

Une fois le dernier tronçon du tunnel posé, les équipes des entreprises Martin Paschmann Asphaltbau GmbH et Schleith GmbH ont fait le bilan : « La pose d’enrobé à température abaissée est encore nouvelle pour beaucoup d’entre nous. Il nous manquait donc des valeurs empiriques, en particulier sur le comportement de l’enrobé lors du compactage. C’est pour cette raison que nous avons constamment vérifié la densité par sonde à isotopes. Les mesures, tout comme les études de laboratoire effectuées en aval, ont confirmé que nous avons construit avec les finisseurs de VÖGELE et les compacteurs de HAMM une chaussée de haute qualité compactée de façon homogène », déclare Christian Riede.