Brevet FR2773182A1 — publié le 19990702

SYSTEME DE REPANDAGE D'UN LIANT SUR UNE CHAUSSEE La présente invention conccrnc un système de répandage d'un liant sur une chaussee au moyen d'un véhicule répandeur qui comporte une rampe dc diffusion du liant composée d'un ensemble de buses juxtaposées qui est perpendiculairc à la direction d'avance du véhicule sur la chaussée. Sont concernés par la présente invention tous les liants susceptibles d'être utilisés dans la construction des revêtements superficiels des chaussécs, tels que notamment les liants bitumineux anhydres ou en phase aqueuse, chauds ou froids, servant aux réparations localisées ou aux enduits superficiels généralisés, ainsi que les liants servant au marquage routier, par exemple pour masquer des bandes blanches ou jaunes de signalisation horizontale. Les machines actuelles de répandage comportent des buses qui sont généralement alimentées par un liant se trouvant à une pression relativement basse, usuellement comprise entre 0,5 et 5 bar (soit 0,5.105 et 5.105 Pa). Ils diffusent des jets divergents qui se croisent sur le tiers de leur largeur, afin d'obtenir une répartition transversale correcte du liant sur la chaussée. Cependant, l'homogénéité de cette répartition est difficile à contrôler, ce qui conduit à certaines bandes ayant un trop fort recouvrement tandis que d'autres ont un trop faible recouvrement, dont les conséquences ultérieures peuvent se caractériser par des phénomènes de type ressuage, pelade ou peignage. Sur ce genre de machine il est possible de sélectionner seulement certaines buscs, cn fonction du positionncment et de la largeur de la zone à traiter par rapport à la direction transversale dc la chaussée. Lors de la modification du nombre dc buses mises en oeuvre, le débit se trouve momentanément déstabilisé entre Ic premier et le dernicr jet, et la répartition du dosage transversal en est affectée. En outrc, les jets d'extrémité ont souvent un débit moindrc que les autres ; comme, de plus, ils ne sont chevauchés que d'un côté par un autre jet, il sc pose un problème de dosage insuffisant sur les bords dc la rampe. Sur les systèmes connus, le dosage est réglé par un dispositif d'asservissement complexe à commande électronique. Pour cela, la pompe alimentant la rampe cn liant a une vitesse de rotation qui est fonction du débit de liant demandé, ceci avec un contrôle secondaire de la pression maximale admissible dans le circuit pour éviter tout éclatement de la tuyauterie. On comprend qu'avec une tcllc régulation le débit de liant alimentant les buses n'a pas une pression constante ni, corrélativement, des débits identiqucs cn permanencc dans chacune des buses, ce qui occasionne des écarts de dosage à la fois transversalement et longitudinalement. La présente a pour objectif d'apporter une réponse à ces difficultes, en proposant un système dc répandage qui, de manière trcs simple, permette d'obtenir un débit constant et identique dans chaque buse, et par consequent une homogénéité correctc aussi bien en direction transversale que longitudinale. Cet objectif est atteint, conformément à l'invention, grâce au fait que l'alimentation de la rampe est réalisée par au moins une pompe à liant qui est entraînée en rotation par un moteur hydraulique dont le circuit de commande comporte un régulateur de pression qui, pour une valeur de dosage et une vitesse d'avance données, assure un couple constant d'entraînement de la pompe à liant. Le couple d'entraînement de la pompe à liant étant constant, la pression du liant arrivant à la pompe est corrélativement maintenue constante. En conséquence, le débit de chaque buse est également constant, indépendamment du nombre de buses en service. Grâce au caractère constant du débit au niveau de chaque buse, il n'est pas nécessaire de croiser les différents jets, - ou il suffit de les croiser faiblement - si bien que les inconvénients rappelés plus haut se trouvent éliminés, ou, tout du moins, réduits. Selon un certain nombre de caractéristiques additionnelles, non limitatives de l'invention: - ledit moteur hydraulique est entraîné par une pompe hydraulique à débit variable et à compcnsation de pression automatique; - laditc pompe hydraulique est entraînée par la prise dc force du véhicule répandeur; - le système comporte un capteur de la pression du liant amcné à la rampe et un débitmètre massique mesurant la densité ainsi que le débit total du liant diffusé par la rampe; - il comprend un calculateur qui pilote ledit régulateur de pression en fonction des paramètres suivants: - largeur d'épandage; - dosage demandé; - section des buses de manière à assurer une pression constante du liquide hydraulique alimentant ledit moteur; - les valcurs de pression et dc débit mesurées par lesdits capteur et débitmètre sont fournies au calculateur ct traitées par celui-ci, pour Ic pilotagc du régulateur de pression - il comporte un capteur de la vitesse d'avancc du véhicule épandeur, également connecté au calculateur; - il comporte deux pompes à liant montées en parallèles entre le réservoir ct la rampe à liant, dont l'une sculement, ou les deux, sont actionnées en fonction du débit de liant mis en oeuvre; - la pression du liant alimentant la rampe d'epandage est au moins égale à 5 bar (soit 5 x 105 Pa). D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront de la description et du dessin annexé - figure 1 - qui est un schéma fonctionnel représentant un mode de réalisation possible d'un système conforme à l'invention. Sur cette figure 1, on a désigné par la référence 16 le réservoir à liant. Il s'agit d'une citerne calorifugée et chauffée portée par le véhicule de répandage, et qui contient le liant, par exemple de l'émulsion de bitume. De manière usuelle, la rampe à liant, référencée 13 comporte une série de buses alignées 14, aptes à pulvériser vers le bas le bitume provenant du réservoir 16, sous forme de jets divergents J dirigés vers la chaussée 101, afin de la recouvrir d'une certaine couche de produit. Sur la figure 1 le nombre de jets représentés est volontairement limité, pour alléger le dessin. L'alimentation du liant de la citernc 16 à la rampe 13 est réalisée au moyen de deux pompes 10 montées en parallèle. En amont de chaque pompe 10 est montée une vanne 7 permettant d'isoler la pompe du réservoir, si besoin, en particulier dans les périodes de non utilisation. Un clapet anti-retour 12 est monté cn aval dc chacune des pompes 10 ; son rôlc est d'empêcher le renvoi de bitume d'une pompe 10 à l'autre si cette dernière est arrêtée. Entre les clapets 12 et la rampe 13 sont installés un débitmètre 18 et un capteur 22 de pression du liant. Le débitmètre 18 est un débitmètre massique apte à mesurer la densité ct le débit réels du liant. La rampe 13 est reliée au réservoir 16 par un conduit de retour 150 comportant une vanne 15 à commande électrique ; sa fonction est de permettre la recirculation du liant vers le réservoir si aucun jet J n'est mis cn oeuvre. A titre indicatif, la capacité du réservoir 16 est de l'ordre dc 12 000 litres. Les pompes à bitume 10 travaillent dans une fourchette de pression entre 5 et 30 bar (soit 5. 105 et 30. loS Pa), leur débit pouvant atteindrc 30 m3 par heure. Les buscs 14 sont des buses amovibles montées dans des pistolets à ouverture et fermeture pneumatiques ; Ic diamètre des buses est compris entre 0,8 mm et 4 mm, ce qui permet de réaliser des dosages de liant allant de 300 à 2500 g par m2 La rampe d'épandage a une longueur pouvant varier de 2 à 6 m et est équipée de pistolets indépendants, positionnés de telle manière que les jets se recouvrent légèrement, par exemple sur environ 20po de leur largeur. Ce recouvrement, toutefois, n'est pas obligatoire. Chacune des pompes 10 est entraînée par un moteur hydraulique 8, respectivement 9, cet entraînement se faisant par l'intermédiaire d'un réducteur dc vitesse mécanique 11, assurant une réduction de 1/5. Le circuit hydraulique de commande des moteurs 8,9 comprend essentiellement une bâche 3 dans laquelle se trouve la réserve de liquide hydraulique, une pompe hydraulique 1, un régulateur de pression 2, et deux distributeurs hydrauliques 6, 7 associés chacun à l'un desdits moteurs 8, respectivement 9, ces moteurs étant branchés en parallèle sur le circuit. Ce dernier comprend un conduit retour des moteurs 8, 9 au réservoir 3, conduit sur lequel est monté un filtre 5. Un filtre similaire 4 est monté à la sortie du réservoir, en amont de la pompe 1. La pompe 1 est une pompe auto-régulatrice de débit à pression constante à deux étages de pression apte à assurer une pression constante et maximale de 150 bar pcndant Ic fonctionnement du système, et une pression sensiblement plus faible, de l'ordre dc 30 bar, pcndant l'utilisation sur routc et transfert du véhicule répandeur, afin de réaliser un graissage permanent de la pompe. La pompe 1 est actionnée par la prise dc force 100 du véhicule. A tirc indicatif, la puissance à la prisc dc force 100 est dc l'ordre de S à 30 kW, et la vitesse dc rotation dc la pnse de force est de l'ordre de 3 000 tours par minute. Le régulateur 2 est un réducteur de pression à commande proportionnelle électrique, réglable de 0 à 150 bar (de 0 à 15.106 Pa). Les distributeurs 6,7 permettent de mettre cn fonction ou, au contraire, d'arrêter Ic moteur 8 respectivement 9, qui leur est associe. Sur le schéma de la figure 1, la référence 20 désignc un tableau dc bord qui regroupe les commandes d'ouverture des différentes buses 14, de consigne du dosage demandé et d'indication de la section des buses en service. Sur cc tableau de bord, se trouvent notamment les organes de commande et d'affichage 24 de chaque buse 14, de commande et d'affichage 23 de l'état de la vanne de retour 15, pour le recyclage du liant, de sélection du dosage demandé 25 de sélection de la section de chaque buse 26. La référence 19 désigne un calculateur, celui-ci pouvant être basé sur un système d'un automate programmable industriel. Il reçoit, sous formes de signaux, des informations sur les paramètres suivants: - la densité p et le débit Q du liant, ces données étant fournies en permanence par le débitmètre 18; - la pression PL du liant, cette donnée étant fournie par le capteur O9; - la largeur d'épandage L (qui dépend du nombre de jets sélectionnés), la section S des buses, et le dosage D demandé, ces paramètres provenant du tableau de bord 20. Le dosage D correspond au poids de bitume par unité de surface. Le système comporte également un capteur de vitesse d'avancement du véhicule répandeur, désigné 21, également connecté au calculateur 19 pour lui fournir en permanence la valeur dc vitesse d'avancement V. Lc couple développé par un moteur hydraulique 8, 9 pour entraîner la pompe à bitume 10 qui lui est associée, ceci via le réducteur il, est directement proportionnel à la pression hydraulique d'alimentation dudit moteur. On désignera par P11 cette pression. La pression PL du liant distribué par la ou les pompes 10 pour alimentcr la rampe 13 est également directement proportionncllc à cc couple, et donc H On peut donc écrire Pl = a A titre indicatif on aura par exemple une pression hydraulique PH de 150 bar ct une pression dc liant PH de 30 bar, soit a = 0 0,9. Le principe à la base de la présente invention est d'assurer qu'à tout moment on ait, pour un dosage donné et une vitesse d'avance donnée, une valeur PL déterminée qui soit constante. Pour cela, le calculateur 19 va, en permanence, commander le régulateur 2 pour que PH ait la valeur correspondante à cette valeur nominale dc pression du liant, ceci quelles que soient les modifications pouvant être apportées en cours dc fonctionnement aux différents paramètres intervenant dans le dosage. A cet effet, le calculateur va tenir compte des formules suivantes: D = p Q/VL et PL = 0,5 p Q2/S2 La première formule donne le dosage en fonction de la densité et du débit du liant, de la largeur du travail et de la vitesse d'avancement. La seconde formule est la formule simplifiée du théorème de BERNOULLI qui donne la relation entre, d'une part, la pression et d'autre part la densité, le débit (volumique) et la section de passage des buses. Dès que le débit Q est supérieur à une certaine valeur seuil Qo correspondant à la diffusion d'au moins un jet J, le distributeur 6 est mis en fonction, de manière à faire passer le liquide hydraulique dans Ic moteur 8, et ainsi actionner l'une des pompes à liant 10. Cependant, L'autre distributeur 7 reste fermé tant que le débit n'a pas dépassé une certaine valeur Q1, correspondant à une mise en oeuvre d'un certain nombre dc jets, par exemple la moitié des jets. Q1 a par exemple une valeur de 30 m3/h. A cc moment, une seule pompe 10 est insuffisante pour assurer un débit suffisant vers la rampe 13, la seconde pompe 10 est également mise en scrvicc, par ouverture du distributeur 7. Quelles que soient les conditions dc travail, et notamment même en cas dc modification de la largeur d'épandage et/ou de la vitesse d'avancc du véhicule répandeur, Ic calculateur 19 va déterminer la pression PH adéquate pour obtenir une pression de liant approprice cn fonction du dosage requis. On notera par ailleurs que, grâce au système selon l'invention, il est possible de travailler avec une pression de liant relativement forte, ce qui autorise l'utilisation d'un liant de viscosité élevée et permet de répandre des liants anhydres ou à phase aqueuse à des températures sensiblemcnt inférieures à celle des matériels existants. De plus, le système favorise, en l'accélérant, la rupture du liant, lorsqu'on a affairc à une émulsion dc bitume ; la rupturc - c'cst à dire l'élimination des particules d'cau - sc fait directement à la sortic du jet, de sorte que si on effectue un sablagc derrière le jet on pcut réduirc Ic pouvoir collant du bitume sur les pneumatiques des véhicule, et assurer la circulation sur la chaussée immédiatement derrière la machine de répandange. Avec un tel système il est possible de déposer de l'émulsion en couche mince afin de recouvrir le marquage existant en remplacement de la peinture noire qui est utilisée actuellement à cet effet. La mise en oeuvre du système qui fait l'objet de la présente invention permet d'obtenir une grande qualité d'aspect dans la délimitation des surfaces appliquées lorsqu'il s'agit par exemple de réaliser des bandes géométriques, par exemple du masquage du marquage. Le système représenté sur la figure 1 n'est qu'un mode de réalisation possible du système faisant l'objet de l'invention, représenté à simple titre d'exemple illustratif. Des variantes du système peuvent être envisagées. Ainsi, il est possible d'utiliscr une seule pompe à liant dès lors que son débit est suffisant pour alimenter l'ensemble des buses quelles que soient les conditions de travail rencontrées. REVENDICATIONS 1. Système de répandage d'un liant sur une chaussée (101) au moyen d'un véhicule répandeurcomportant une rampe (13) de diffusion du liant composée d'un ensemble de buses juxtaposées (14) qui est perpcndiculaire à la direction d'avance du véhicule sur la chaussée, caractérisé par Ic fait que l'alimentation de la rampe (13) est réalisée par au moins une pompe à liant (10) entraînée par un moteur hydraulique (8, 9) dont le circuit de commande comporte un régulateur de pression (2) qui, pour une valeur de dosage et une vitesse d'avance données, assure un couple constant d'entraînement de la pompe à liant (10). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit moteur hydraulique (8, 9) est entraîné par une pompe hydraulique (1) à débit variable et à compensation de pression automatique. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite pompe hydraulique (1) est entraînée par la prise de force (100) du véhicule répandeur. 4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comporte un capteur (22) de la pression du liant amené à la rampe (13) et un débitmètre massique (18) mesurant la densité (p) ainsi que le débit total (Q) du liant diffusé par la rampe (13). 5. Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend un calculateur ( 19) qui pilote ledit régulateur de pression (2) en fonction des paramètres suivants: - largeur d'épandage (L) - dosage demandé (D) - section (S) des buses de manière à assurer une pression constante (PH) du liquide hydraulique alimentant ledit moteur (8, 9). 6. Système selon les revendications 4 et 5 prises en combinaison, caractérisé par le fait que les valeurs de pression et de débit mesurées par lesdits capteur (22) et débitmètre (18) sont fournies au calculateur (19) ct traitées par cclui-ci, pour le pilotage du régulateur dc pression (2). 7. Système selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comporte un capteur (21) de la vitesse d'avance (V) du véhicule épandeur, également connecté au calculateur 19). 8. Système selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comporte deux pompes à liant (10) montées en parallèles entre le réservoir ( 16) et la rampe à liant (13), dont l'une seulement ou les deux sont actionnés en fonction du débit mis en oeuvre. 9. Système selon l'une des revendication précédentes caractérisé par le fait que la pression du liant alimentant la rampe d'épandage (13) est au moins égale à 5 bar (soit5x 105 Pa).