1. Фоновая технология
В настоящее время системы WIM на основе пьезоэлектрических кварцевых датчиков веса широко используются в таких проектах, как мониторинг перегрузок мостов и водопропускных труб, контроль за внеплощадочной перегрузкой грузовых транспортных средств, а также контроль технологических перегрузок. Однако для обеспечения точности и срока службы такие проекты требуют реконструкции цементобетонного покрытия места установки пьезоэлектрического кварцевого датчика взвешивания с учетом современного технологического уровня. Но в некоторых средах применения, таких как пролеты мостов или городские магистральные дороги с интенсивной транспортной нагрузкой (где время затвердевания цемента слишком велико, что затрудняет долгосрочное закрытие дорог), такие проекты трудно реализовать.
Причина, по которой пьезоэлектрические кварцевые датчики веса не могут быть установлены непосредственно на гибком дорожном покрытии, заключается в следующем: Как показано на рисунке 1, когда колесо (особенно под большой нагрузкой) движется по гибкому дорожному покрытию, поверхность дороги будет иметь относительно большое проседание. Однако при достижении области жесткого пьезоэлектрического кварцевого датчика взвешивания характеристики проседания датчика и области интерфейса с дорожным покрытием различаются. Более того, жесткий датчик взвешивания не имеет горизонтального сцепления, что приводит к его быстрому разрушению и отделению от дорожного покрытия.
(1-колесо, 2-датчик веса, 3-мягкое основание, 4-жесткое основание, 5-гибкое покрытие, 6-зона просадки, 7-пенопластовая подушка)
Из-за различных характеристик просадки и разных коэффициентов сцепления с дорожным покрытием транспортные средства, проходящие через пьезоэлектрический кварцевый датчик взвешивания, испытывают сильную вибрацию, существенно влияющую на общую точность взвешивания. После длительного сжатия автомобиля площадка подвержена повреждениям и растрескиванию, что приводит к повреждению датчика.
2. Текущее решение в этой области: реконструкция цементно-бетонных покрытий.
Из-за того, что пьезоэлектрические кварцевые датчики взвешивания невозможно установить непосредственно на асфальтовое покрытие, преобладающей мерой, принятой в отрасли, является реконструкция цементобетонного покрытия для места установки пьезоэлектрических кварцевых датчиков взвешивания. Общая длина реконструкции составляет 6-24 метра, ширина равна ширине дороги.
Хотя реконструкция цементобетонных покрытий отвечает требованиям прочности для установки пьезоэлектрических кварцевых датчиков веса и обеспечивает срок службы, ее широкое распространение серьезно сдерживает ряд проблем, а именно:
1) Обширная цементная реконструкция первоначального дорожного покрытия требует значительных затрат на строительство.
2) Реконструкция цементобетона требует чрезвычайно длительного времени строительства. Период выдержки только цементного покрытия занимает 28 дней (стандартное требование), что, несомненно, оказывает существенное влияние на организацию дорожного движения. Особенно в некоторых случаях, когда системы WIM необходимы, но поток трафика на объекте чрезвычайно высок, реализация проекта часто затруднена.
3) Разрушение первоначальной конструкции дороги, влияющее на внешний вид.
4) Резкие изменения коэффициентов трения могут вызвать явление заноса, особенно в дождливую погоду, что легко может привести к несчастным случаям.
5) Изменения в конструкции дороги вызывают вибрацию транспортного средства, что в определенной степени влияет на точность взвешивания.
6) Реконструкция цементобетонных дорог не может быть реализована на некоторых конкретных дорогах, например, эстакадных мостах.
7) В настоящее время в сфере дорожного движения наблюдается тенденция от белого к черному (переход цементного покрытия в асфальтовое). Текущее решение — от черного к белому, что не соответствует соответствующим требованиям, а строительные конструкции часто оказываются устойчивыми.
3. Улучшено содержание схемы установки.
Целью данной схемы является устранение недостатка пьезоэлектрических кварцевых датчиков веса, которые невозможно установить непосредственно на асфальтобетонное покрытие.
Эта схема непосредственно размещает пьезоэлектрический кварцевый датчик веса на жестком базовом слое, что позволяет избежать проблемы долгосрочной несовместимости, вызванной прямым внедрением жесткой конструкции датчика в гибкое покрытие. Это значительно продлевает срок службы и гарантирует, что точность взвешивания не пострадает.
Более того, нет необходимости выполнять реконструкцию цементобетонного покрытия на исходном асфальтовом покрытии, что позволяет сэкономить значительную сумму строительных затрат и значительно сократить период строительства, обеспечивая возможность широкомасштабного продвижения.
На рис. 2 представлена принципиальная схема конструкции с пьезоэлектрическим кварцевым датчиком веса, размещенным на мягком подложке.
(1-колесо, 2-датчик веса, 3-мягкое основание, 4-жесткое основание, 5-гибкое покрытие, 6-зона просадки, 7-пенопластовая подушка)
4. Ключевые технологии:
1) Предварительные раскопки базовой конструкции для создания щели для реконструкции глубиной 24-58 см.
2) Выравнивание дна щели и заливка наполнителя. На дно щели засыпают фиксированное соотношение кварцевого песка + песка из нержавеющей стали и эпоксидной смолы, равномерно заполняют ее с глубиной заполнителя 2-6 см и разравнивают.
3) Заливка жесткого базового слоя и установка датчика взвешивания. Залейте жесткий базовый слой и заделайте в него датчик взвешивания, используя пенопластовую прокладку (0,8-1,2 мм), чтобы отделить стороны датчика взвешивания от жесткого базового слоя. После затвердевания жесткого базового слоя с помощью шлифовальной машины отшлифуйте датчик веса и жесткий базовый слой до одной плоскости. Жесткий базовый слой может быть жестким, полужестким или композитным базовым слоем.
4) Отливка поверхностного слоя. Используйте материал, соответствующий гибкому базовому слою, для заливки и заполнения оставшейся высоты паза. В процессе заливки используйте небольшую уплотнительную машину для медленного уплотнения, обеспечивая общий уровень реконструируемой поверхности с другими дорожными покрытиями. Гибкий базовый слой представляет собой поверхностный слой гранулированного асфальта средней и мелкой фракции.
5) Соотношение толщины жесткого базового слоя и гибкого базового слоя составляет 20-40:4-18.
Энвико Технологии Лтд.
E-mail: info@enviko-tech.com
https://www.envikotech.com
Офис в Чэнду: № 2004, блок 1, корпус 2, № 158, 4-я улица Тяньфу, зона высоких технологий, Чэнду
Офис в Гонконге: 8F, здание Cheung Wang, улица Сан Вуи, 251, Гонконг.
Завод: здание 36, промышленная зона Цзиньцзялинь, город Мяньян, провинция Сычуань.
Время публикации: 08 апреля 2024 г.
