Construction de routes : prendre une route différente

Par Mike Hayes28 janvier 2020

Ils peuvent sembler déplacés dans la description de la construction, mais le Cloud, le Big Data et l'Internet des objets sont désormais des éléments reconnaissables du processus de construction de routes, comme le rapporte Mike Hayes.

Le système VERIFI agit comme un gestionnaire de contrôle de qualité objectif sur tous les camions malaxeurs à béton

L'expression « technologie de construction » a peut-être été la plus utilisée dans l'industrie en 2019, mais cela ne la rend pas moins pertinente. Chaque secteur a connu une augmentation spectaculaire de la technologie disponible pour les parties prenantes du projet.

La construction de routes ne fait pas exception, la haute technologie amenant les projets dans de nouvelles directions, en termes de matériau utilisé et de mode de livraison ; l'équipement en fonctionnement et l'expérience de l'opérateur ; la rapidité, l'efficacité et la durabilité des processus de construction et de réhabilitation.

Prenant l'exemple du béton prêt à l'emploi, GCP Applied Technologies utilise l'Internet des objets (IoT) pour faciliter le contrôle de la qualité des matériaux lors de leur transport de l'usine au chantier.

Le système de gestion du béton en transit VERIFI de la société utilise des capteurs montés sur camion pour évaluer les propriétés du béton, mettant en file d'attente des injections d'eau et/ou d'adjuvant dans le mélange lorsque l'affaissement descend en dessous des niveaux définis.

Les données recueillies par les capteurs sont envoyées au cloud, permettant une analyse, à travers les camions et au fil du temps, qui peut conduire à des améliorations dans les processus de mélange et de transport et par la suite à des économies de coûts.

L'un des malaxeurs discontinus à deux arbres hautes performances de BHS-Sonthofen en service en Suisse

La construction 4.0 a peut-être la tête dans le Cloud, mais au niveau du sol, la qualité des matériaux de construction routière est cruciale pour la réussite d'un projet. En Suisse, le fabricant de béton Kibag a participé à un important projet de réhabilitation d'autoroute, entre les villages de Küssnacht et Brunnen.

L'entrepreneur a été chargé des travaux de reconstruction du pont sur le tracé et a opté pour le béton à ultra haute performance (UHPC), qui présente des avantages tels qu'une résistance nettement supérieure et une réduction du temps de construction. Le matériau nécessite cependant un processus de mélange plus complexe.

Kibag a fait appel aux services de BHS-Sonthofen, qui a apporté deux malaxeurs discontinus à deux arbres hautes performances, qui constituaient le cœur du système de malaxage.

Le concept de mélange tridimensionnel est l'une des principales caractéristiques du mélangeur. La zone de chevauchement turbulent des deux circuits de mélange génère un échange de matière intense, ainsi qu'un mouvement relatif très élevé, ce qui est une exigence de base pour la fabrication de BUHP.

Démontrant que toutes les technologies ne doivent pas nécessairement être nouvelles, Ludwig Bechteler de BHS a déclaré : "Nous avons développé cette technologie de mélange en 1888 et avons continué à la perfectionner au fil des ans.

Ursina Jenny, responsable de l'assurance qualité chez Kibag, a déclaré : « Le BUHP ne nécessite pas de longues périodes de séchage et peut être traité sans scellement supplémentaire. Cela a considérablement réduit le temps de construction.

Kibag voit la reconstruction du tracé de l'A4 comme un projet test et de référence important pour ce nouveau béton spécialisé.

Le projet a également été un succès majeur pour BHS et Bechteler a déclaré : « Nos mélangeurs hautes performances sont désormais utilisés dans une myriade de grands projets à travers le monde, tels que des projets d'infrastructure, ainsi que dans la construction de barrages et de gratte-ciel. »

Le BUHP a le potentiel de réduire le temps de construction, ce qui a l'avantage d'être moins dommageable pour l'environnement. L'utilisation de la technologie et de nouveaux matériaux pour réduire les émissions et promouvoir la durabilité devient de plus en plus importante dans ce secteur.

Limiter les déchets plastiques

Contrairement au béton, lorsque les unités Durakerb sont coupées, il n'y a pas de poussière de silice cristalline respirable nocive

Au Royaume-Uni, où le gouvernement s'est fixé un objectif ambitieux de zéro émission de carbone d'ici 2050, Econpro produit Durakerb, une gamme durable de bordures, bordures de trottoirs et drainage de surface.

Chaque unité Durakerb est fabriquée à partir de 88 % de polymère recyclé, soit l'équivalent de 182 bouteilles en plastique. Au cours des 11 dernières années, l'entreprise affirme avoir activement empêché le plastique équivalent à 72 millions de bouteilles en plastique d'être mis en décharge.

Selon Econpro, d'autres avantages environnementaux comprennent une réduction de 73 % des émissions de carbone par chargement complet, ce qui équivaut jusqu'à présent à retirer 1 000 véhicules articulés des routes.

Une autre expression qui a été régulièrement utilisée ces derniers temps est celle des gains incrémentiels. Peu d'équipements pourraient le démontrer plus clairement que le TinyPreMarker - un robot de travaux routiers qui peut accomplir en deux heures ce qu'un ingénieur accomplirait en un jour et demi.

Comme son nom l'indique, la petite machine robotisée effectue des tâches de pré-marquage sur des projets de construction de routes à grande échelle. Les marquages ​​sont posés avec précision à l'aide de la technologie GNSS intégrée au robot (le système de navigation par satellite standard pour les équipements autonomes) et d'une tablette de contrôle.

Outre une productivité accrue avec le robot de marquage, le fabricant TinyMobileRobots cite une marge d'erreur humaine réduite et une sécurité accrue au travail, car les opérateurs contrôlant l'équipement peuvent le faire à une distance de sécurité.

Les défaillances du béton sur les autoroutes européennes sont souvent évidentes et peuvent être douloureuses, voire mortelles.

L'essai des matériaux est un élément essentiel des grands projets de construction routière, d'abord pour la classification des types de sol (y compris la taille des particules, la masse et la teneur en humidité), puis pour évaluer la qualité du matériau routier, qu'il s'agisse de béton, d'asphalte ou de tout autre matériau de construction routière.

Technologie de base

Controls Group affirme que son dernier équipement améliore l'efficacité et la précision des tests de matériaux

Controls Group est à la pointe du développement d'équipements de test, avec une expertise dans tous les formats.

Wykeham Farrance, qui fait partie de la division Mécanique des sols de l'entreprise, propose une gamme de systèmes d'essai de cisaillement annulaire, y compris les machines entièrement automatiques Torshear EmS et Shearmatic Ems, qui testent l'élasticité/rigidité des échantillons de sol.

Une autre activité principale de l'entreprise est le test de compression du béton et elle a récemment lancé de nouveaux équipements, dont Automax Pro - pour les tests de défaillance standard automatiques.

Controls Group affirme que ses technologies connectives de pointe permettent aux laboratoires – sur site et à distance – de gérer ses données de test en ligne, sans risque d'erreurs de transposition.

Dans une certaine mesure, l'utilisation de la haute technologie en amont des travaux de revêtement routier sera annulée si les équipements utilisés par la suite ne répondent pas aux mêmes normes.

Dans le Bade-Wurtemberg, dans le sud-ouest de l'Allemagne, le ministère des Transports tente d'éradiquer ce problème avec QSBW 4.0 (qualité dans la construction des routes du Bade-Wurtemberg 4.0).

En termes simples, il s'agit d'un processus de construction ininterrompu et contrôlé numériquement, conçu pour assurer une excellente qualité de pavage sur l'ensemble de la chaussée, augmentant ainsi la durée de vie des couches d'asphalte.

Pour réussir un appel d'offres pour un projet de construction de route, la nouvelle directive demande aux entrepreneurs d'utiliser la logistique dynamique et le contrôle des machines, le contrôle et la gestion de la qualité, la mise en réseau mobile, les options d'affichage sur les téléphones intelligents, les tablettes ou les ordinateurs, ainsi que la documentation de toutes les données avec autorisation d'accès pour les clients.

Les yeux sur la route

Le finisseur Paving Plus de Vögele dispose d'un système logiciel entièrement intégré pour l'optimisation des processus

Le finisseur WITOS Paving Plus de Vögele est, selon le fabricant, une solution prête pour QSBW – avec un système logiciel entièrement intégré pour l'optimisation et la documentation des processus.

Le finisseur dispose de cinq modules intercoordonnés pour les différentes parties impliquées dans le processus - de la centrale d'enrobage et du chauffeur de camion au directeur de la construction.

Pour garantir une température optimale de l'asphalte, la solution de mesure de la température RoadScan de Vögele peut être intégrée au système. De plus, avec RoadScan, une caméra infrarouge de haute précision peut être utilisée pour balayer toute la zone spécifiée derrière la chape du finisseur, sur une largeur de 10 m.

Vögele fait partie du groupe Wirtgen, tout comme Wirtgen, qui exploite également l'infrastructure de la solution télématique WITOS.

Wirtgen décrit son approche Connected Milling qui, comme Vögele, bénéficie d'un flux d'informations direct entre la machine, l'opérateur, l'atelier de service et le service de planification.

L'ensemble du processus de fraisage est cartographié numériquement et simulé en temps réel, sur la base d'une analyse complète de tous les paramètres.

Les grandes fraiseuses de Wirtgen utilisent le balayage laser pour mesurer les profils de fraisage en coupe transversale

Wirtgen affirme que la machine peut réagir de manière dynamique aux conditions changeantes, ce qui facilite le travail de l'opérateur, améliore les performances de la machine et réduit la consommation de diesel, d'eau et d'outils, ainsi que les émissions de CO2 et de bruit.

Les machines Wirtgen sont également équipées de Performance Tracker, qui utilise un scanner laser, ainsi qu'un GPS et des capteurs, pour mesurer le profil de section à fraiser, puis évaluer les volumes et les performances de fraisage.

Une « solution à une seule machine »

Le Power Curber 5700-D est prêt à s'interfacer avec la technologie de Topcon, Leica et Trimble

Début 2020, la société américaine Power Curbers lancera sa nouvelle machine à trottoir, la 5700-D.

La machine compacte, qui promet une « solution machine unique » pour les applications de béton glissant, y compris les bordures, les barrières et les tunnels, est conçue pour être simple à utiliser.

Les principales caractéristiques du nouveau modèle incluent un interrupteur de jogging « tout en haut », qui lève ou abaisse tous les poteaux de chenilles simultanément, un meilleur contrôle de la pente transversale et un meilleur contrôle des vibrations.

Dans le même temps, le 5700-D est prêt à s'interfacer avec certaines des technologies de pointe du marché, notamment les logiciels de Topcon, Leica et Trimble.

Alors que nous voyons la construction de routes avancer avec sa nouvelle technologie, nous assistons également à des changements dans la manière dont les équipements de construction sont utilisés.

Au cours des dernières années, les ventes de chargeuses-pelleteuses ont été comprimées par une combinaison de machines spécialisées, notamment des chargeuses compactes, des excavatrices compactes et des chargeuses compactes.

De retour sur l'autoroute

Le 3CX Highways Master de JCB peut effectuer des coupes transversales à l'intérieur d'une chaussée sans outils à main

La riposte est cependant lancée, menée par l'entreprise dont le nom est synonyme de tractopelle. Le dernier modèle de JCB est le 3CX Compact Highways Mater, spécialement conçu pour les travaux d'entretien des autoroutes.

La machine est équipée d'un attelage rapide pour chargeuse compacte sur les bras du chargeur frontal et d'un système d'intégration d'accessoires, permettant une gamme d'accessoires spécialisés.

Le système SMART du chargeur permet une commutation automatique de l'électronique, ce qui lui permet de fonctionner avec des systèmes d'exploitation tiers.

Le Highways Master dispose d'une puissance hydraulique améliorée, avec ses conduites auxiliaires de chargeur frontal délivrant 120 litres/min de puissance hydraulique, contre 70 litres/min sur le 3CX standard. Cela donne au chargeur la capacité de transporter des accessoires de raboteuse plus grands de 600 mm, ce qui lui permet d'opérer sur des travaux de resurfaçage plus importants.

Un attelage rapide hydraulique en option est également disponible sur la flèche arrière du Highways Master, permettant une fixation de rabot arrière de 300 mm.

Une capacité de déplacement latéral est également standard, permettant aux opérateurs de fraiser des pièces carrées sans avoir à repositionner la machine.

Opérer dans la zone de sécurité

Au Royaume-Uni, Highways England rapporte qu'il y a près de 300 incidents chaque semaine, qui pourraient affecter la sécurité des travailleurs de la route.

VPS Highway Solutions a développé un système qui utilise l'analyse de détection et un système de caméra bi-spectre (thermique et haute définition), monté sur une tour intelligente auto-alimentée, pour alerter les travailleurs du danger d'un véhicule qui approche.

En plus du système de base monté sur tour, le système d'alerte intègre des points d'appel individuels, reliés entre eux par un réseau radio. Les sirènes, éclairages stroboscopiques et autres systèmes d'alerte sont déclenchés lorsqu'une incursion se produit et tous les incidents sont enregistrés en temps réel.

Les technologies brevetées du système VPS offrent aux utilisateurs la possibilité d'intégrer des alertes médicales dans le sondeur, avec des alertes texte et e-mail envoyées avec des images au personnel du site.

Les routes plus intelligentes de Topcon

De nombreuses routes en Europe sont négligées au point où elles sont maintenant en fin de vie et nécessitent une refonte complète pour assurer la sécurité publique.

Des travaux de construction aussi importants entraînent des coûts élevés et des perturbations à long terme des déplacements, mais cela pourrait être évité en adoptant des processus de pavage plus agiles.

Une combinaison d'inspections régulières et de resurfaçage si nécessaire - et l'utilisation de méthodes de balayage et de pavage rapides et précises - peut prolonger de manière rentable le cycle de vie d'une route.

Sjoerd Stoove, spécialiste du pavage 3D chez Topcon Positioning Group, explique que la solution SmoothRide de l'entreprise "fournit un flux de travail connecté et efficace à chaque étape du processus - de l'inspection et de la conception au fraisage et au pavage".

La numérisation 3D initiale, complétée par un équipement attaché à une voiture, donne une représentation exacte de la réalité et peut être rapidement entreprise, en évitant les fermetures de routes.

L'analyse permet également aux entrepreneurs de déterminer quelles parties de la route doivent être refaites et à quelle profondeur, afin qu'ils puissent produire une conception sans gaspillage de matériaux et de temps.

Lorsqu'il s'agit de resurfaçage, les fraiseuses et les finisseurs équipés d'une technologie de commande de machine, telle que RD-MC, effectuent alors le resurfaçage prévu plus précisément, uniformément, rapidement et en toute sécurité que s'il était effectué manuellement.

Ces mesures peuvent entraîner des travaux d'entretien plus réguliers, prolongeant ainsi le cycle de vie des actifs d'infrastructure.

Stoove, dit que le taux d'adoption est lent, et pense que c'est quelque chose qui doit être traité sans délai.

"En tant qu'industrie", dit-il, "il n'a jamais été aussi important pour nous d'éduquer les propriétaires de routes et les gouvernements européens sur la façon dont les flux de travail de pavage optimisés peuvent améliorer la sécurité et la qualité, économiser de l'argent et soutenir la société dans son ensemble".

Puissance de l'avion

Caterpillar a annoncé des mises à jour de ses fraiseuses à froid de la série PM300. Adaptées aux petits chantiers, en raison de leurs dimensions compactes et de leur maniabilité, les machines sont disponibles avec des trains de roulement à roues et à chenilles.

Cat a mis à niveau les moteurs de la gamme PM300, avec son propre moteur C9.3 désormais disponible avec une puissance de 249 kW. Ils sont également conformes aux normes d'émission EU Stage V.

D'autres améliorations incluent une meilleure visibilité, avec un poste de conduite coulissant, une caméra en option et un connecteur d'alimentation auxiliaire pour un éclairage supplémentaire.

La station coulissante s'étend sur environ 215 mm au-delà du châssis, offrant aux opérateurs une visibilité directe lorsqu'ils suivent un bord.

Les nouvelles raboteuses sont disponibles avec des rotors de fraisage Cat System K, qui peuvent être équipés de mèches diamantées Cat en option qui, selon la société, sont plus tranchantes, plus efficaces et peuvent durer jusqu'à 80 fois plus longtemps que les mèches au carbure conventionnelles.

Combler le fossé de l'autoroute

Sans cintre ni coffrage, le projet de construction de routes le plus sophistiqué s'arrêtera lorsque la construction d'un pont sera nécessaire.

En Macédoine du Nord, Peri a été amené à participer à la construction d'un pont de 381 m de long avec des dalles de chaussée séparées.

Les éléments délicats du projet comprenaient le travail avec la géométrie complexe de la superstructure d'une travée de 165 m avec différentes sections de pont, hauteurs de superstructure et inclinaisons longitudinales et latérales. Et tout cela sur un terrain difficile.

Peri a conçu une solution de construction en porte-à-faux spécifique au projet, basée sur son kit de construction technique Variokit, ainsi que l'utilisation parallèle de quatre chariots en porte-à-faux équilibrés pour accélérer les temps d'exécution.

Le Variokit se compose d'une combinaison de composants porteurs et centraux qui peuvent être adaptés de manière flexible pour s'adapter à une large gamme de sections et de géométries de ponts.

Dans un effort pour garder les choses simples et rationalisées, l'entreprise a travaillé sur une méthode de livraison juste à temps pour les coffrages et les échafaudages.

Les ingénieurs de Peri sont également restés sur place pour soutenir l'équipe de construction, afin d'optimiser les opérations de travail.

La société a déclaré que le temps de construction du pont avait été considérablement réduit, car l'équipe de construction pouvait bétonner des sections jusqu'à 5,75 m de long, s'appuyer sur une capacité de charge élevée et utiliser l'hydraulique intégrée.