1. Technologia podstawowa
Obecnie systemy WIM oparte na piezoelektrycznych kwarcowych czujnikach wagowych znajdują szerokie zastosowanie w projektach takich jak monitorowanie przeciążeń mostów i przepustów, pozazakładowa kontrola przeciążenia autostradowych pojazdów towarowych oraz technologiczna kontrola przeciążenia. Jednakże, aby zapewnić dokładność i trwałość użytkową, tego typu projekty wymagają przebudowy nawierzchni z betonu cementowego w miejscu montażu piezoelektrycznego kwarcowego czujnika wagowego przy obecnym poziomie technologii. Jednak w niektórych środowiskach zastosowań, takich jak nawierzchnie mostów lub miejskie drogi krajowe o dużym natężeniu ruchu (gdzie czas utwardzania cementu jest zbyt długi, co utrudnia długoterminowe zamykanie dróg), takie projekty są trudne do wdrożenia.
Powód, dla którego piezoelektryczne czujniki wagowe kwarcowe nie mogą być instalowane bezpośrednio na nawierzchni elastycznej, jest następujący: Jak pokazano na rysunku 1, gdy koło (szczególnie pod dużym obciążeniem) porusza się po nawierzchni elastycznej, nawierzchnia drogi będzie miała stosunkowo duże osiadanie. Jednakże po dotarciu do obszaru sztywnego piezoelektrycznego kwarcowego czujnika ważącego charakterystyka osiadania czujnika i obszar styku nawierzchni są różne. Ponadto sztywny czujnik wagowy nie ma przyczepności poziomej, co powoduje, że czujnik wagowy szybko pęka i oddziela się od nawierzchni.
(1-koło, 2-czujnik wagowy, 3-miękkie podłoże, 4-sztywne podłoże, 5-elastyczna nawierzchnia, 6-obszar osiadania, 7-podkładka piankowa)
Ze względu na różną charakterystykę osiadania i różne współczynniki tarcia nawierzchni, pojazdy przechodzące przez piezoelektryczny kwarcowy czujnik wagowy doświadczają silnych drgań, które znacząco wpływają na ogólną dokładność ważenia. Po długotrwałej kompresji pojazdu miejsce to jest podatne na uszkodzenia i pęknięcia, co prowadzi do uszkodzenia czujnika.
2. Aktualne rozwiązanie w tej dziedzinie: Rekonstrukcja nawierzchni z betonu cementowego
Ze względu na problem braku możliwości bezpośredniego montażu piezoelektrycznych czujników wagowych kwarcowych na nawierzchni asfaltowej, w branży najczęściej stosowanym rozwiązaniem jest przebudowa nawierzchni z betonu cementowego na miejsce montażu piezoelektrycznych czujników wagowych kwarcowych. Ogólna długość przebudowy wynosi 6-24 metry, a szerokość równa szerokości drogi.
Chociaż rekonstrukcja nawierzchni z betonu cementowego spełnia wymagania wytrzymałościowe dotyczące montażu piezoelektrycznych czujników wagowych kwarcowych i zapewnia trwałość użytkową, kilka problemów poważnie ogranicza jej powszechną promocję, w szczególności:
1) Intensywna rekonstrukcja pierwotnej nawierzchni poprzez stwardnienie cementu wymaga znacznych kosztów budowy.
2) Rekonstrukcja betonu cementowego wymaga niezwykle długiego czasu budowy. Sam okres utwardzania nawierzchni cementowej wynosi 28 dni (wymóg standardowy), co niewątpliwie ma istotny wpływ na organizację ruchu. Zwłaszcza w niektórych przypadkach, gdy konieczne są systemy WIM, ale natężenie ruchu na miejscu jest bardzo duże, realizacja projektu jest często trudna.
3) Zniszczenie pierwotnej konstrukcji drogi, wpływające na jej wygląd.
4) Nagłe zmiany współczynników tarcia mogą powodować zjawiska poślizgu, zwłaszcza w warunkach deszczowych, co łatwo może doprowadzić do wypadku.
5) Zmiany w konstrukcji drogi powodują drgania pojazdu, które w pewnym stopniu wpływają na dokładność ważenia.
6) Na niektórych określonych drogach, np. na mostach podniesionych, nie można przeprowadzić rekonstrukcji z betonu cementowego.
7) Obecnie w obszarze ruchu drogowego panuje trend od bieli do czerni (przeróbka nawierzchni cementowej na asfaltową). Obecne rozwiązanie to przejście z czerni na biel, co jest niezgodne z obowiązującymi wymogami, a elementy konstrukcyjne są często oporne.
3. Ulepszona zawartość schematu instalacji
Celem tego schematu jest rozwiązanie problemu piezoelektrycznych czujników wagowych kwarcowych, których nie można zainstalować bezpośrednio na nawierzchni asfaltobetonowej.
Schemat ten bezpośrednio umieszcza piezoelektryczny kwarcowy czujnik wagowy na sztywnej warstwie bazowej, unikając problemu długoterminowej niezgodności spowodowanej bezpośrednim osadzeniem sztywnej konstrukcji czujnika w elastycznej nawierzchni. To znacznie wydłuża żywotność i gwarantuje, że dokładność ważenia nie zostanie pogorszona.
Co więcej, nie ma konieczności wykonywania rekonstrukcji nawierzchni z betonu cementowego na oryginalnej nawierzchni asfaltowej, co pozwala zaoszczędzić znaczną część kosztów budowy i znacznie skrócić czas budowy, umożliwiając promocję na dużą skalę.
Rysunek 2 to schematyczny diagram konstrukcji z piezoelektrycznym kwarcowym czujnikiem wagowym umieszczonym na miękkiej warstwie bazowej.
(1-koło, 2-czujnik wagowy, 3-miękkie podłoże, 4-sztywne podłoże, 5-elastyczna nawierzchnia, 6-obszar osiadania, 7-podkładka piankowa)
4. Kluczowe technologie:
1) Wykonanie wykopu przygotowawczego konstrukcji podstawowej w celu wykonania szczeliny rekonstrukcyjnej o głębokości szczeliny 24-58 cm.
2) Wyrównanie dna szczeliny i wylanie materiału wypełniającego. Na dno szczeliny wlewa się stałą proporcję piasku kwarcowego + żywicy epoksydowej z piasku ze stali nierdzewnej, równomiernie wypełniając, na głębokość 2-6 cm i wyrównując.
3) Wylanie sztywnej warstwy bazowej i zamontowanie czujnika wagowego. Wlać sztywną warstwę bazową i osadzić w niej czujnik wagowy, przy pomocy podkładki piankowej (0,8-1,2 mm) oddzielić boki czujnika wagowego od sztywnej warstwy bazowej. Po stwardnieniu sztywnej warstwy bazowej należy za pomocą szlifierki zetrzeć czujnik ważący i sztywną warstwę bazową do tej samej płaszczyzny. Sztywna warstwa bazowa może być sztywną, półsztywną lub kompozytową warstwą bazową.
4) Odlewanie warstwy wierzchniej. Do zasypania i wypełnienia pozostałej wysokości szczeliny należy użyć materiału zgodnego z elastyczną warstwą bazową. Podczas wylewania należy za pomocą małej zagęszczarki powoli zagęszczać, upewniając się, że rekonstruowana nawierzchnia zrówna się z innymi nawierzchniami drogowymi. Elastyczna warstwa bazowa to średnio drobnoziarnista warstwa nawierzchniowa z asfaltu.
5) Stosunek grubości sztywnej warstwy podstawowej do elastycznej warstwy podstawowej wynosi 20-40:4-18.
Enviko Technology Co., Ltd
E-mail: info@enviko-tech.com
https://www.envikotech.com
Biuro w Chengdu: nr 2004, jednostka 1, budynek 2, nr 158, Tianfu 4th Street, strefa zaawansowanych technologii, Chengdu
Biuro w Hongkongu: 8F, budynek Cheung Wang, 251 San Wui Street, Hongkong
Fabryka: Budynek 36, strefa przemysłowa Jinjialin, miasto Mianyang, prowincja Syczuan
Czas publikacji: 8 kwietnia 2024 r
