1. Tecnologia de fundo
Atualmente, sistemas WIM baseados em sensores de pesagem piezoelétricos de quartzo são amplamente utilizados em projetos como monitoramento de sobrecarga em pontes e bueiros, fiscalização de sobrecarga fora do local para veículos de carga rodoviários e controle tecnológico de sobrecarga. No entanto, para garantir a precisão e a vida útil, tais projetos exigem a reconstrução do pavimento de concreto cimentício para a área de instalação do sensor de pesagem piezoelétrico de quartzo com o nível tecnológico atual. No entanto, em alguns ambientes de aplicação, como tabuleiros de pontes ou vias urbanas com alta pressão de tráfego (onde o tempo de cura do cimento é muito longo, dificultando o fechamento de estradas a longo prazo), tais projetos são difíceis de implementar.
A razão pela qual os sensores de pesagem piezoelétricos de quartzo não podem ser instalados diretamente em pavimentos flexíveis é: conforme mostrado na Figura 1, quando a roda (especialmente sob carga pesada) se desloca sobre o pavimento flexível, a superfície da estrada apresenta um afundamento relativamente grande. No entanto, ao atingir a área rígida do sensor de pesagem piezoelétrico de quartzo, as características de afundamento do sensor e da área de interface do pavimento são diferentes. Além disso, o sensor de pesagem rígido não possui aderência horizontal, fazendo com que o sensor de pesagem se rompa e se separe rapidamente do pavimento.
(1 roda, 2 sensores de pesagem, 3 camadas de base macias, 4 camadas de base rígidas, 5 pavimentos flexíveis, 6 áreas de subsidência, 7 almofadas de espuma)
Devido às diferentes características de subsidência e aos diferentes coeficientes de atrito do pavimento, os veículos que passam pelo sensor de pesagem piezoelétrico de quartzo sofrem fortes vibrações, afetando significativamente a precisão geral da pesagem. Após a compressão prolongada do veículo, o local fica sujeito a danos e rachaduras, levando à danificação do sensor.
2. Solução atual neste campo: Reconstrução de pavimentos de concreto de cimento
Devido ao problema da impossibilidade de instalação direta de sensores piezoelétricos de pesagem de quartzo no pavimento asfáltico, a medida predominante adotada no setor é a reconstrução do pavimento de concreto cimentício para a área de instalação do sensor piezoelétrico de pesagem de quartzo. O comprimento total da reconstrução é de 6 a 24 metros, com largura igual à largura da via.
Embora a reconstrução do pavimento de concreto de cimento atenda aos requisitos de resistência para instalação de sensores de pesagem piezoelétricos de quartzo e garanta vida útil, vários problemas limitam severamente sua ampla promoção, especificamente:
1) A reconstrução extensiva do pavimento original com endurecimento de cimento exige uma quantidade substancial de custos de construção.
2) A reconstrução com concreto de cimento exige um tempo de construção extremamente longo. O período de cura do pavimento de cimento, por si só, leva 28 dias (requisito padrão), o que, sem dúvida, causa um impacto significativo na organização do tráfego. Especialmente em alguns casos em que os sistemas WIM são necessários, mas o fluxo de tráfego no local é extremamente alto, a construção do projeto costuma ser difícil.
3) Destruição da estrutura original da estrada, afetando a aparência.
4) Mudanças bruscas nos coeficientes de atrito podem causar fenômenos de derrapagem, especialmente em condições de chuva, o que pode facilmente levar a acidentes.
5) Mudanças na estrutura da estrada causam vibrações no veículo, o que afeta a precisão da pesagem até certo ponto.
6) A reconstrução com concreto de cimento não pode ser implementada em algumas estradas específicas, como pontes elevadas.
7) Atualmente, no setor de tráfego rodoviário, a tendência é do branco para o preto (conversão de pavimento de cimento para pavimento asfáltico). A solução atual é do preto para o branco, o que é inconsistente com os requisitos relevantes, e as unidades de construção costumam ser resistentes.
3. Conteúdo do esquema de instalação aprimorado
O objetivo deste esquema é resolver a deficiência dos sensores de pesagem piezoelétricos de quartzo, que não podem ser instalados diretamente em pavimentos de concreto asfáltico.
Este esquema posiciona o sensor de pesagem piezoelétrico de quartzo diretamente sobre a camada de base rígida, evitando o problema de incompatibilidade a longo prazo causado pela incorporação direta da estrutura rígida do sensor no pavimento flexível. Isso prolonga significativamente a vida útil e garante que a precisão da pesagem não seja afetada.
Além disso, não há necessidade de realizar a reconstrução do pavimento de concreto de cimento no pavimento asfáltico original, economizando uma quantidade significativa de custos de construção e encurtando muito o período de construção, proporcionando viabilidade para promoção em larga escala.
A Figura 2 é um diagrama esquemático da estrutura com o sensor de pesagem de quartzo piezoelétrico colocado na camada de base macia.
(1 roda, 2 sensores de pesagem, 3 camadas de base macias, 4 camadas de base rígidas, 5 pavimentos flexíveis, 6 áreas de subsidência, 7 almofadas de espuma)
4. Tecnologias-chave:
1) Escavação de pré-tratamento da estrutura de base para criação de uma ranhura de reconstrução, com profundidade de ranhura de 24-58 cm.
2) Nivelamento do fundo da ranhura e aplicação de material de enchimento. Uma proporção fixa de areia de quartzo + areia de aço inoxidável e resina epóxi é despejada no fundo da ranhura, preenchida uniformemente, com uma profundidade de enchimento de 2 a 6 cm, e nivelada.
3) Aplicação da camada de base rígida e instalação do sensor de pesagem. Aplique a camada de base rígida e encaixe o sensor de pesagem nela, usando uma almofada de espuma (0,8-1,2 mm) para separar as laterais do sensor de pesagem da camada de base rígida. Após a solidificação da camada de base rígida, use uma lixadeira para lixar o sensor de pesagem e a camada de base rígida até que fiquem no mesmo plano. A camada de base rígida pode ser rígida, semirrígida ou composta.
4) Aplicação da camada superficial. Utilize material consistente com a camada de base flexível para despejar e preencher a altura restante da ranhura. Durante o processo de vazamento, utilize uma pequena máquina de compactação para compactar lentamente, garantindo o nivelamento geral da superfície reconstruída com as demais superfícies da estrada. A camada de base flexível é uma camada superficial asfáltica granular média-fina.
5) A relação de espessura da camada de base rígida para a camada de base flexível é de 20-40:4-18.
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Horário da postagem: 08/04/2024
