طرح نصب بهبود یافته برای سنسورهای توزین کوارتز پیزوالکتریک روی روسازی آسفالتی

(1 چرخ، 2-سنسور توزین، 3-لایه پایه نرم، 4-لایه پایه صلب، 5-روسازی منعطف، 6-منطقه نشست، 7- پد فوم)

با توجه به ویژگی های مختلف نشست و ضرایب اصطکاک مختلف روسازی، وسایل نقلیه ای که از سنسور توزین کوارتز پیزوالکتریک عبور می کنند، ارتعاشات شدیدی را تجربه می کنند که به طور قابل توجهی بر دقت توزین کلی تأثیر می گذارد. پس از فشرده سازی طولانی مدت وسیله نقلیه، سایت مستعد آسیب و ترک است که منجر به آسیب سنسور می شود.

2. راه حل فعلی در این زمینه: بازسازی روسازی بتن سیمانی

با توجه به مشکل عدم امکان نصب مستقیم سنسورهای توزین کوارتز پیزوالکتریک بر روی روسازی آسفالتی، اقدام رایج اتخاذ شده در صنعت بازسازی روسازی بتن سیمانی برای منطقه نصب سنسور توزین کوارتز پیزوالکتریک است. طول کلی بازسازی 6-24 متر با عرض برابر با عرض جاده می باشد.

اگرچه بازسازی روسازی بتنی سیمانی الزامات مقاومتی برای نصب سنسورهای توزین کوارتز پیزوالکتریک را برآورده می کند و عمر مفید آن را تضمین می کند، چندین مسئله به شدت ترویج گسترده آن را محدود می کند، به ویژه:

1) بازسازی سختکاری گسترده سیمان روسازی اولیه مستلزم مقدار قابل توجهی هزینه های ساخت و ساز است.

2) بازسازی بتن سیمانی به زمان ساخت بسیار طولانی نیاز دارد. مدت زمان پخت برای روسازی سیمانی به تنهایی به 28 روز (نیاز استاندارد) نیاز دارد که بدون شک تأثیر بسزایی در سازمان ترافیک دارد. به خصوص در برخی موارد که سیستم های WIM ضروری هستند اما جریان ترافیک در محل بسیار زیاد است، ساخت پروژه اغلب دشوار است.

3) تخریب ساختار اصلی جاده، تأثیر بر ظاهر.

4) تغییرات ناگهانی در ضرایب اصطکاک می تواند باعث ایجاد پدیده لغزش به خصوص در شرایط بارانی شود که به راحتی می تواند منجر به تصادف شود.

5) تغییرات در ساختار جاده باعث ایجاد ارتعاشات وسیله نقلیه می شود که تا حدی بر دقت توزین تأثیر می گذارد.

6) بازسازی بتن سیمانی در برخی جاده های خاص مانند پل های مرتفع قابل اجرا نیست.

7) در حال حاضر در حوزه ترافیک جاده ای روند از سفید به سیاه (تبدیل روسازی سیمانی به روسازی آسفالتی) می باشد. راه حل فعلی از سیاه به سفید است که با الزامات مربوطه ناسازگار است و واحدهای ساختمانی اغلب مقاوم هستند.

3. بهبود محتوای طرح نصب

هدف از این طرح، رفع کمبود سنسورهای توزین کوارتز پیزوالکتریک است که قادر به نصب مستقیم روی روسازی بتنی آسفالت نیستند.

این طرح به طور مستقیم سنسور وزن کوارتز پیزوالکتریک را بر روی لایه پایه سفت و سخت قرار می دهد و از مسئله ناسازگاری طولانی مدت ناشی از تعبیه مستقیم ساختار سنسور سفت و سخت در روسازی انعطاف پذیر جلوگیری می کند. این کار عمر سرویس را تا حد زیادی افزایش می دهد و تضمین می کند که دقت توزین تحت تأثیر قرار نگیرد.

علاوه بر این، نیازی به انجام بازسازی روسازی بتنی سیمانی بر روی روسازی آسفالتی اصلی نیست، که باعث صرفه جویی قابل توجهی در هزینه های ساخت و ساز و کوتاه شدن بسیار طولانی مدت ساخت و ساز می شود و امکان ارتقاء در مقیاس بزرگ را فراهم می کند.

شکل 2 یک نمودار شماتیک از سازه است که سنسور وزن کوارتز پیزوالکتریک روی لایه پایه نرم قرار گرفته است.