Résumé exécutif
Il est urgent, à l'échelle mondiale, d'améliorer la résilience et la durabilité des réseaux routiers. Le recyclage et la stabilisation des chaussées à l'aide de liants à faible teneur en carbone constituent une méthode de construction routière intrinsèquement très durable. Cependant, certains équipements nécessaires sont spécialisés et généralement très coûteux en capital, ce qui peut freiner leur adoption. Il est possible de remplacer les équipements optimaux par des alternatives économiques. Bien que cette approche ne soit pas nécessairement la meilleure pratique, elle reste viable dans la plupart des cas. L'association d'équipements économiques et de la nanotechnologie Renolith 2.0 ouvre la voie à un système de construction de chaussées peu coûteux, rapidement déployable et hautement durable. Un tel système serait adapté à de nombreux marchés, notamment les pays en développement et les communautés isolées.
Introduction
La stabilisation consiste à améliorer un sol ou un matériau de chaussée, généralement par l'ajout d'un liant. Les techniques de stabilisation in situ sont utilisées depuis longtemps par les ingénieurs en Australie et dans de nombreux pays du monde pour la construction et la réhabilitation des chaussées (principalement des routes). Historiquement, ces techniques ont été privilégiées par les gestionnaires de chaussées en raison de leurs avantages économiques significatifs. Avantages économiques et environnementaux du recyclage et de la stabilisation in situ sont convaincantes. Néanmoins, les méthodes de construction de chaussées plus coûteuses et plus destructrices pour l'environnement restent courantes.
Le recyclage/stabilisation des chaussées avec des liants cimentaires et l'adjuvant Renolith 2.0 permet une solution économique, faible en carbone méthode de construction chaussées résilientes. Diverses méthodes de bonnes pratiques sont disponibles, telles que celles publiées par AustStab, Austroads et les autorités routières des États.
Les machines nécessaires au recyclage et à la stabilisation des chaussées selon les meilleures pratiques sont spécialisées et nécessitent généralement d'importants investissements. Cela peut constituer un frein à leur adoption, notamment dans les pays en développement.
Cet article explore le besoin et l'opportunité de la construction de chaussées à l'aide d'équipements à bas coût.
Le besoin
Le réseau routier mondial est vaste et en constante expansion. Une part importante de ces routes est inadaptée, en mauvais état et se dégrade rapidement. Cette situation est intenable.
Figure 1 : Le système mondial de construction routière est non durable
Le Projet d'inventaire mondial des routes (GRIP) Nous avons rassemblé, harmonisé et intégré près de 60 jeux de données géospatiales sur les infrastructures routières afin de constituer une base de données mondiale couvrant 222 pays et plus de 21 millions de km de routes. Parmi celles-ci, seules 351 000 km sont asphaltées et 501 000 km sont accessibles toute l’année. La plupart des autres routes bénéficieraient d’une approche simple, peu coûteuse et nécessitant peu d’investissement pour leur construction ou leur réhabilitation.
But
Cet article décrit la possibilité de remplacer les installations optimales par des alternatives économiques. Cette approche, combinée à la nanotechnologie Renolith, pourrait permettre une adoption rapide de pratiques de construction routière plus durables sur des marchés sous-desservis, tels que les pays en développement.
Meilleures pratiques
Ministère des Transports et des Routes principales du gouvernement du Queensland Spécifications techniques, MRTS07B Chaussée stabilisée in situ à l'aide de ciment ou de mélanges cimentaires Il s'agit d'un exemple de spécification de stabilisation moderne, complète et conforme aux meilleures pratiques. L'installation concernée est répertoriée dans le tableau ci-dessous.
Tableau 1 : MRTS07B – Exigences minimales et nombre d’installations particulières
Le coût d'investissement pour cette installation minimale spécifiée dépasserait généralement 1 040 000 USD. Un tel investissement n'est viable que pour les grandes entreprises et les sociétés spécialisées dans la stabilisation.
Stabilisation - Facteurs clés de succès
Le recyclage et la stabilisation des chaussées sont très efficaces lorsqu'ils sont bien réalisés, mais peuvent s'avérer catastrophiques en cas de mauvaise exécution. Par conséquent, afin d'atténuer les risques, les meilleures pratiques imposent des contrôles sur :
- Composition du sol/des agrégats
- Type de liant, quantité et qualité
- Méthodes de mélange
- teneur en eau
- Séquence et calendrier de construction
- Méthodes et performances de compactage
- Contrôle de la qualité des processus
L'aspect le plus délicat consiste souvent à optimiser la quantité de liant. Une quantité insuffisante n'apportera pas les gains de performance escomptés ; une quantité excessive risque d'entraîner des fissures de retrait inacceptables. En Australie, les couches de base stabilisées sont souvent conçues avec une faible liaison (résistance à la compression uniaxiale de 1 à 2 MPa à 28 jours) afin de limiter les effets de ces fissures. L'adjuvant Renolith 2.0 permet la réalisation de couches fortement liées avec un faible risque de fissuration par retrait, ce qui facilite considérablement le processus de construction.
- Des chaussées plus minces sont envisageables, car elles peuvent être mélangées et compactées avec des engins plus légers.
- La limite supérieure concernant la quantité de liant est assouplie, ce qui permet une bien plus grande flexibilité dans la conception du mélange et le contrôle de la qualité de la construction.
L'adjuvant Renolith 2.0 lubrifie également le mélange, réduisant ainsi l'effort de compactage nécessaire. Par conséquent, des engins de compactage plus légers peuvent être utilisés.
usine de budget
Les stabilisateurs peuvent être automoteurs ou tractés par un tracteur, légers ou lourds, de marques haut de gamme ou économiques. Leurs coûts d'investissement varient considérablement.
Figure 2 : Stabilisateurs premium vs stabilisateurs économiques
Un stabilisateur simple pour tracteur, équipé d'une prise de force (PDF) et d'un réglage hydraulique de la hauteur via un attelage trois points, est disponible pour moins de 1 TP4T2000 USD. Ce type de machine ne répond pas à la spécification MRTS07B et son rendement est inférieur à celui d'un stabilisateur lourd. Il est néanmoins probablement suffisant pour des travaux routiers simples. La cadence de travail devra être maîtrisée afin de garantir un mélange homogène. Les phases de mélange étant souvent le facteur limitant le rendement de production d'enrobé, l'utilisation simultanée de deux tracteurs ou plus équipés de stabilisateurs peut s'avérer optimale.
Des accessoires pour tracteurs disponibles dans le commerce sont également proposés pour tous les autres engins nécessaires à la construction d'une chaussée stabilisée. Cela réduit considérablement les investissements initiaux. Un ou plusieurs tracteurs adaptés (d'une puissance nominale de 150 ch ou plus avec prise de force) peuvent être achetés, loués ou pris en location selon les besoins du projet.
Figure 3 : Remorque épandeuse à ciment
Divers fabricants produisent des épandeurs de liant cimentaire automatisés tractés par tracteur. Le prix catalogue habituel sur Alibaba.com est de 1 400 000 à 1 400 000 USD (8 m³).3 capacité).
Figure 4 : Chariot à eau
De nombreux fabricants produisent des chariots à eau. Le prix catalogue habituel sur Alibaba.com se situe entre 1 400 000 et 8 000 USD (capacité d'environ 5 tonnes). Les chariots adaptés nécessitent l'installation d'une rampe d'arrosage ou d'un système de goutte-à-goutte permettant un contrôle précis du débit et de la dispersion.
Figure 5 : Accessoire pour tracteur à rouleau vibrant en acier
Les rouleaux vibrants à tambour lisse ne constituent pas une installation de stabilisation spécialisée et sont généralement disponibles facilement. À défaut, un rouleau vibrant en acier adaptable à un tracteur peut être envisagé. Le prix catalogue habituel sur Alibaba.com pour un rouleau vibrant automoteur de 8 tonnes (ou un accessoire équivalent pour tracteur) est de 1 400 000 USD.
Pour une chaussée classique de 200 mm d'épaisseur, un rouleau à pieds dameurs n'est pas indispensable. routes non goudronnées, Le compactage par pieds-sabots n'est pas recommandé car les indentations ne sont souvent pas complètement éliminées par le rabotage. Un rouleau à pieds-sabots pourrait n'être nécessaire que pour une chaussée profonde en matériaux argileux lourds.
Les rouleaux pneumatiques multi-roues peuvent être utiles pour améliorer la finition des chaussées. Cependant, afin de minimiser les équipements et les investissements nécessaires, leur utilisation est considérée comme optionnelle.
A Le rouleau vibrant en acier est l'option de compactage la plus polyvalente. et devrait suffire dans la plupart des cas.
Diverses études (Savan et al, Mazumber et alDes études ont démontré que les systèmes de compactage intelligent (CI) peuvent améliorer la productivité des chantiers et réduire le coût total de possession pour les gestionnaires d'infrastructures routières. Les systèmes intégrés multi-capteurs de pointe, tels que… Kit de compactage intelligent SPARC Le coût, de l'ordre de 1 450 000 USD, rend l'acquisition de circuits intégrés difficilement rentable dans un contexte de faibles capitaux. Une recherche rapide en ligne n'a permis de trouver aucun budget (.
Figure 6 : Niveleuse tractée par un tracteur
Les niveleuses ne sont pas des engins de stabilisation spécialisés et sont généralement disponibles facilement. Il existe également diverses lames et accessoires pour niveleuses de tracteurs. Le prix catalogue sur Alibaba.com pour l'accessoire mentionné ci-dessus est d'environ 1 TP4T4000 USD.
Le tableau ci-dessous récapitule les installations nécessaires. L'investissement total représente une fraction de celui requis pour un ensemble classique d'installations de stabilisation lourdes.
Tableau 2 : Exigences minimales et nombre d'installations spécifiques – option budgétaire
Conclusion
L'installation minimale requise pour le recyclage et la stabilisation des chaussées lourdes est spécialisée et nécessite d'importants investissements – généralement plus d'un million de dollars américains (1 TP4 000 USD). Il est possible de remplacer cette installation optimale par des alternatives plus économiques. Bien que cette approche ne soit pas nécessairement la meilleure pratique, elle reste viable dans la plupart des cas. L'association d'une installation économique et de l'adjuvant Renolith 2.0 offre la possibilité de mettre en place un système de construction de chaussées à faible coût, rapidement déployable et hautement durable. Un tel système serait adapté à de nombreux marchés, notamment les pays en développement et les communautés isolées.
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