1. Tecnologia di base
Attualmente, i sistemi WIM basati su sensori di pesatura al quarzo piezoelettrici sono ampiamente utilizzati in progetti quali il monitoraggio del sovraccarico per ponti e canali sotterranei, l'applicazione del sovraccarico non in sito per i veicoli merci autostradali e il controllo tecnologico del sovraccarico. Tuttavia, per garantire precisione e durata, tali progetti richiedono la ricostruzione della pavimentazione in cemento per l'area di installazione del sensore di pesatura al quarzo piezoelettrico con l'attuale livello tecnologico. Ma in alcuni ambienti applicativi, come gli impalcati dei ponti o le strade principali urbane con elevata pressione di traffico (dove il tempo di maturazione del cemento è troppo lungo, rendendo difficile la chiusura delle strade a lungo termine), tali progetti sono difficili da implementare.
Il motivo per cui i sensori di pesatura al quarzo piezoelettrici non possono essere installati direttamente su pavimentazione flessibile è: Come mostrato nella Figura 1, quando la ruota (soprattutto sotto carico pesante) viaggia sulla pavimentazione flessibile, la superficie stradale avrà un cedimento relativamente ampio. Tuttavia, quando si raggiunge l'area del sensore di pesatura al quarzo piezoelettrico rigido, le caratteristiche di cedimento del sensore e dell'area di interfaccia della pavimentazione sono diverse. Inoltre, il sensore di pesatura rigido non ha adesione orizzontale, causando la rapida rottura e il distacco del sensore di pesatura dalla pavimentazione.
(1 ruota, 2 sensori di pesatura, 3-strato di base morbido, 4-strato di base rigido, 5-pavimentazione flessibile, 6-area di subsidenza, 7-imbottitura in schiuma)
A causa delle diverse caratteristiche di cedimento e dei diversi coefficienti di attrito della pavimentazione, i veicoli che passano attraverso il sensore di pesatura al quarzo piezoelettrico subiscono forti vibrazioni, che influiscono in modo significativo sulla precisione complessiva della pesatura. Dopo la compressione a lungo termine del veicolo, il sito è soggetto a danni e fessurazioni, con conseguenti danni al sensore.
2. Soluzione attuale in questo campo: ricostruzione della pavimentazione in cemento
A causa del problema dei sensori di pesatura al quarzo piezoelettrici che non possono essere installati direttamente sulla pavimentazione in asfalto, la misura prevalente adottata nel settore è la ricostruzione della pavimentazione in cemento per l'area di installazione dei sensori di pesatura al quarzo piezoelettrici. La lunghezza generale della ricostruzione è di 6-24 metri, con una larghezza pari alla larghezza della strada.
Sebbene la ricostruzione della pavimentazione in cemento soddisfi i requisiti di resistenza per l'installazione di sensori di pesatura piezoelettrici al quarzo e garantisca la durata di servizio, diversi problemi limitano gravemente la sua diffusione diffusa, in particolare:
1) La ricostruzione estensiva dell'indurimento del cemento della pavimentazione originale richiede una notevole quantità di costi di costruzione.
2) La ricostruzione del calcestruzzo cementizio richiede tempi di costruzione estremamente lunghi. Il periodo di stagionatura della sola pavimentazione in cemento richiede 28 giorni (requisito standard), con indubbi effetti non trascurabili sull'organizzazione della viabilità. Soprattutto in alcuni casi in cui sono necessari sistemi WIM ma il flusso di traffico in loco è estremamente elevato, la realizzazione del progetto è spesso difficile.
3) Distruzione della struttura stradale originaria, compromettendone l'aspetto.
4) Variazioni repentine dei coefficienti di attrito possono provocare fenomeni di slittamento, soprattutto in condizioni di pioggia, che possono facilmente portare ad incidenti.
5) I cambiamenti nella struttura della strada causano vibrazioni del veicolo, che influiscono in una certa misura sulla precisione della pesatura.
6) La ricostruzione del calcestruzzo cementizio non può essere implementata su alcune strade specifiche, come i ponti sopraelevati.
7) Attualmente, nel campo della circolazione stradale, la tendenza è dal bianco al nero (conversione della pavimentazione in cemento in asfalto). La soluzione attuale va dal nero al bianco, il che non è coerente con i requisiti pertinenti, e le unità edilizie sono spesso resistenti.
3. Contenuto dello schema di installazione migliorato
Lo scopo di questo schema è quello di risolvere la carenza dei sensori di pesatura al quarzo piezoelettrici che non possono essere installati direttamente sulla pavimentazione in asfalto.
Questo schema posiziona direttamente il sensore di pesatura al quarzo piezoelettrico sullo strato di base rigido, evitando il problema di incompatibilità a lungo termine causato dall’incorporamento diretto della struttura rigida del sensore nella pavimentazione flessibile. Ciò prolunga notevolmente la durata e garantisce che la precisione della pesatura non venga compromessa.
Inoltre, non è necessario eseguire la ricostruzione della pavimentazione in calcestruzzo cementizio sulla pavimentazione in asfalto originale, risparmiando una quantità significativa di costi di costruzione e abbreviando notevolmente il periodo di costruzione, garantendo la fattibilità per una promozione su larga scala.
La Figura 2 è un diagramma schematico della struttura con il sensore di pesatura al quarzo piezoelettrico posizionato sullo strato di base morbido.
(1 ruota, 2 sensori di pesatura, 3-strato di base morbido, 4-strato di base rigido, 5-pavimentazione flessibile, 6-area di subsidenza, 7-imbottitura in schiuma)
4. Tecnologie chiave:
1) Scavo di pretrattamento della struttura di base per la realizzazione di una fessura di ricostruzione, con profondità della fessura di 24-58 cm.
2) Livellare il fondo della fessura e versare il materiale di riempimento. Un rapporto fisso di resina epossidica sabbia di quarzo + sabbia di acciaio inossidabile viene versato sul fondo della fessura, riempito uniformemente, con una profondità di riempimento di 2-6 cm e livellato.
3) Versamento dello strato di base rigido e installazione del sensore di pesatura. Versare lo strato di base rigido e incorporarvi il sensore di pesatura, utilizzando un tampone di schiuma (0,8-1,2 mm) per separare i lati del sensore di pesatura dallo strato di base rigido. Dopo che lo strato di base rigido si è solidificato, utilizzare una smerigliatrice per rettificare il sensore di pesatura e lo strato di base rigido sullo stesso piano. Lo strato di base rigido può essere uno strato di base rigido, semirigido o composito.
4) Colata dello strato superficiale. Utilizzare materiale compatibile con lo strato di base flessibile per versare e riempire l'altezza rimanente della fessura. Durante il getto, utilizzare una piccola macchina compattatrice per compattare lentamente, garantendo il livello complessivo della superficie ricostruita con le altre superfici stradali. Lo strato di base flessibile è uno strato superficiale di asfalto a granulometria medio-fine.
5) Il rapporto di spessore tra lo strato di base rigido e lo strato di base flessibile è 20-40:4-18.
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Orario di pubblicazione: 08 aprile 2024
