1. Technologie de base
Actuellement, les systèmes WIM basés sur des capteurs de pesage piézoélectriques à quartz sont largement utilisés dans des projets tels que la surveillance des surcharges pour les ponts et les ponceaux, le contrôle des surcharges hors site pour les véhicules de fret routier et le contrôle technologique des surcharges. Cependant, pour garantir la précision et la durée de vie, de tels projets nécessitent la reconstruction de la chaussée en béton de ciment pour la zone d'installation du capteur de pesage à quartz piézoélectrique avec le niveau technologique actuel. Mais dans certains environnements d'application, tels que les tabliers de ponts ou les routes urbaines à forte pression de trafic (où le temps de durcissement du ciment est trop long, ce qui rend difficile les fermetures de routes à long terme), de tels projets sont difficiles à mettre en œuvre.
La raison pour laquelle les capteurs de pesage piézoélectriques à quartz ne peuvent pas être directement installés sur une chaussée flexible est la suivante : comme le montre la figure 1, lorsque la roue (en particulier sous une charge importante) se déplace sur la chaussée flexible, la surface de la route présente un affaissement relativement important. Cependant, lorsque l’on atteint la zone rigide du capteur de pesage à quartz piézoélectrique, les caractéristiques d’affaissement du capteur et de la zone d’interface avec la chaussée sont différentes. De plus, le capteur de pesée rigide n'a aucune adhérence horizontale, ce qui entraîne sa rupture rapide et sa séparation de la chaussée.
(1 roue, 2 capteurs de pesage, 3 couches de base souples, 4 couches de base rigides, 5 trottoirs flexibles, 6 zones d'affaissement, 7 coussins en mousse)
En raison des différentes caractéristiques d'affaissement et des différents coefficients de frottement de la chaussée, les véhicules passant par le capteur de pesage piézoélectrique à quartz subissent de fortes vibrations, affectant considérablement la précision globale du pesage. Après une compression à long terme du véhicule, le site est sujet aux dommages et aux fissures, entraînant des dommages aux capteurs.
2. Solution actuelle dans ce domaine : reconstruction de chaussées en béton de ciment
En raison du problème des capteurs de pesage piézoélectriques à quartz qui ne peuvent pas être installés directement sur la chaussée en asphalte, la mesure la plus répandue adoptée dans l'industrie est la reconstruction de la chaussée en béton de ciment pour la zone d'installation du capteur de pesage piézoélectrique à quartz. La longueur générale de reconstruction est de 6 à 24 mètres, avec une largeur égale à la largeur de la route.
Bien que la reconstruction des chaussées en béton de ciment réponde aux exigences de résistance pour l'installation de capteurs de pesage piézoélectriques à quartz et garantisse la durée de vie, plusieurs problèmes limitent sérieusement sa promotion à grande échelle, notamment :
1) Une reconstruction approfondie de la chaussée d'origine par durcissement du ciment nécessite des coûts de construction importants.
2) La reconstruction en béton de ciment nécessite un temps de construction extrêmement long. La période de durcissement des seules chaussées en ciment nécessite 28 jours (exigence standard), ce qui a sans aucun doute un impact significatif sur l'organisation du trafic. Surtout dans certains cas où les systèmes WIM sont nécessaires mais où le flux de trafic sur site est extrêmement élevé, la construction du projet est souvent difficile.
3) Destruction de la structure routière d’origine, affectant l’apparence.
4) Des changements brusques des coefficients de frottement peuvent provoquer des phénomènes de dérapage, notamment par temps de pluie, pouvant facilement conduire à des accidents.
5) Les modifications de la structure de la route provoquent des vibrations du véhicule, qui affectent dans une certaine mesure la précision du pesage.
6) La reconstruction en béton de ciment ne peut pas être mise en œuvre sur certaines routes spécifiques, comme les ponts surélevés.
7) Actuellement, dans le domaine du trafic routier, la tendance va du blanc au noir (conversion des revêtements en ciment en revêtements en asphalte). La solution actuelle va du noir au blanc, ce qui est incompatible avec les exigences en vigueur, et les éléments de construction sont souvent résistants.
3. Contenu du schéma d'installation amélioré
Le but de ce projet est de résoudre le problème des capteurs de pesage piézoélectriques à quartz qui ne peuvent pas être installés directement sur une chaussée en béton bitumineux.
Ce schéma place directement le capteur de pesage piézoélectrique à quartz sur la couche de base rigide, évitant ainsi le problème d'incompatibilité à long terme provoqué par l'intégration directe de la structure rigide du capteur dans la chaussée flexible. Cela prolonge considérablement la durée de vie et garantit que la précision du pesage n'est pas affectée.
De plus, il n'est pas nécessaire d'effectuer une reconstruction de la chaussée en béton de ciment sur la chaussée en asphalte d'origine, ce qui permet d'économiser des coûts de construction importants et de raccourcir considérablement la période de construction, offrant ainsi la possibilité d'une promotion à grande échelle.
La figure 2 est un diagramme schématique de la structure avec le capteur de pesée piézoélectrique à quartz placé sur la couche de base souple.
(1 roue, 2 capteurs de pesage, 3 couches de base souples, 4 couches de base rigides, 5 trottoirs flexibles, 6 zones d'affaissement, 7 coussins en mousse)
4. Technologies clés :
1) Excavation préalable de la structure de base pour créer une fente de reconstruction, avec une profondeur de fente de 24 à 58 cm.
2) Nivellement du fond de la fente et versement du matériau de remplissage. Un rapport fixe de sable de quartz + résine époxy de sable d'acier inoxydable est versé dans le fond de la fente, uniformément rempli, avec une profondeur de remplissage de 2 à 6 cm et nivelé.
3) Coulage de la couche de base rigide et installation du capteur de pesée. Versez la couche de base rigide et insérez-y le capteur de pesée, à l'aide d'un tampon en mousse (0,8-1,2 mm) pour séparer les côtés du capteur de pesée de la couche de base rigide. Une fois la couche de base rigide solidifiée, utilisez une meuleuse pour meuler le capteur de pesée et la couche de base rigide sur le même plan. La couche de base rigide peut être une couche de base rigide, semi-rigide ou composite.
4) Coulée de la couche superficielle. Utiliser un matériau conforme à la couche de base flexible pour couler et remplir la hauteur restante de la fente. Pendant le processus de coulée, utilisez une petite machine de compactage pour compacter lentement, garantissant ainsi le niveau global de la surface reconstruite avec les autres revêtements routiers. La couche de base flexible est une couche de surface en asphalte granulaire moyennement fine.
5) Le rapport d'épaisseur de la couche de base rigide à la couche de base flexible est de 20-40:4-18.
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Heure de publication : 08 avril 2024
