1. 배경기술
현재 압전 석영 계량 센서를 기반으로 하는 WIM 시스템은 교량 및 암거의 과부하 모니터링, 고속도로 화물 차량의 비현장 과부하 단속, 기술적 과부하 제어와 같은 프로젝트에 널리 사용되고 있습니다. 그러나 정확성과 서비스 수명을 보장하기 위해 이러한 프로젝트에는 현재 기술 수준으로 압전 석영 계량 센서 설치 영역에 대한 시멘트 콘크리트 포장 재건축이 필요합니다. 그러나 교통량이 많은 교량 데크나 도시 간선 도로(시멘트 경화 시간이 너무 길어 장기적인 도로 폐쇄가 어려운 곳)와 같은 일부 적용 환경에서는 이러한 프로젝트를 구현하기가 어렵습니다.
압전 석영 계량 센서를 유연한 포장 도로에 직접 설치할 수 없는 이유는 다음과 같습니다. 그림 1에서 볼 수 있듯이 바퀴(특히 무거운 하중을 받는 상태)가 유연한 포장 도로를 이동할 때 노면의 침강이 상대적으로 커집니다. 그러나 견고한 압전 석영 계량 센서 영역에 도달하면 센서의 침하 특성과 포장 인터페이스 영역이 다릅니다. 더욱이 견고한 계량 센서는 수평 접착력이 없어 계량 센서가 빠르게 파손되어 포장도로에서 분리됩니다.
(1-바퀴, 2-계량 센서, 3-소프트 베이스 레이어, 4-강성 베이스 레이어, 5-유연성 포장, 6-침하 영역, 7-폼 패드)
다양한 침강 특성과 다양한 포장 마찰 계수로 인해 압전 석영 계량 센서를 통과하는 차량은 심각한 진동을 경험하며 이는 전체 계량 정확도에 큰 영향을 미칩니다. 장기간의 차량 압축 후에는 현장이 손상되고 균열이 발생하여 센서가 손상되기 쉽습니다.
2. 이 분야의 현재 솔루션: 시멘트 콘크리트 포장 재건축
압전 석영 계량 센서가 아스팔트 포장에 직접 설치될 수 없는 문제로 인해 업계에서 널리 채택되는 조치는 압전 석영 계량 센서 설치 영역에 대한 시멘트 콘크리트 포장 재건축입니다. 일반적인 재건축 길이는 6-24m이며 폭은 도로 폭과 같습니다.
시멘트 콘크리트 포장 재건축은 압전 석영 계량 센서 설치에 대한 강도 요구 사항을 충족하고 서비스 수명을 보장하지만, 몇 가지 문제로 인해 광범위한 홍보가 심각하게 제한됩니다. 특히 다음과 같습니다.
1) 원래 포장의 광범위한 시멘트 경화 재건축에는 상당한 건설 비용이 필요합니다.
2) 시멘트 콘크리트 재건축은 시공기간이 매우 길다. 시멘트 포장의 양생기간만 해도 28일(표준 요구사항)이 필요해 교통 조직에 큰 영향을 미친다. 특히 WIM 시스템이 필요하지만 현장 교통 흐름이 극도로 높은 경우 프로젝트 구축이 어려운 경우가 많습니다.
3) 원래의 도로 구조가 파괴되어 외관에 영향을 미칩니다.
4) 마찰계수의 급격한 변화는 특히 우천 시 미끄러짐 현상을 발생시켜 사고로 이어지기 쉽습니다.
5) 도로 구조의 변화로 인해 차량 진동이 발생하여 계량 정확도에 어느 정도 영향을 미칩니다.
6) 고가교 등 일부 특정 도로에서는 시멘트 콘크리트 재건축을 시행할 수 없습니다.
7) 현재 도로교통 분야에서는 백색에서 흑색으로(시멘트 포장을 아스팔트 포장으로 전환) 추세이다. 현재의 해결책은 검은색에서 흰색으로 되어 있어 관련 요구 사항과 일치하지 않으며 건설 단위는 저항하는 경우가 많습니다.
3. 설치 구성표 내용 개선
이 방식의 목적은 아스팔트 콘크리트 포장면에 직접 설치할 수 없는 압전 석영 계량 센서의 단점을 해결하는 것입니다.
이 방식은 압전 석영 계량 센서를 견고한 베이스 레이어에 직접 배치하여 견고한 센서 구조를 유연한 포장 도로에 직접 내장함으로써 발생하는 장기적인 비호환성 문제를 방지합니다. 이는 서비스 수명을 크게 연장하고 계량 정확도가 영향을 받지 않도록 보장합니다.
또한, 원래의 아스팔트 포장 위에 시멘트 콘크리트 포장 재시공을 할 필요가 없어 공사비를 대폭 절감하고 공사기간을 대폭 단축시켜 대규모 추진이 가능하다.
그림 2는 압전 석영 계량 센서가 소프트 베이스층에 배치된 구조의 개략도입니다.
(1-바퀴, 2-계량 센서, 3-소프트 베이스 레이어, 4-강성 베이스 레이어, 5-유연성 포장, 6-침하 영역, 7-폼 패드)
4. 핵심 기술:
1) 기본 구조의 전처리 굴착을 통해 슬롯 깊이가 24-58cm인 재구성 슬롯을 만듭니다.
2) 슬롯 바닥의 수평을 맞추고 충진재를 붓습니다. 석영 모래 + 스테인레스 스틸 모래 에폭시 수지의 고정 비율을 슬롯 바닥에 붓고 2-6cm의 필러 깊이로 균일하게 채우고 수평을 유지합니다.
3) 견고한 베이스 레이어를 붓고 계량 센서를 설치합니다. 단단한 베이스 레이어를 붓고 폼 패드(0.8-1.2mm)를 사용하여 무게 센서를 그 안에 삽입하여 무게 센서의 측면을 단단한 베이스 레이어에서 분리합니다. 견고한 베이스 레이어가 굳은 후 분쇄기를 사용하여 계량 센서와 견고한 베이스 레이어를 동일한 평면으로 갈아줍니다. 강성 베이스 레이어는 강성, 반강성 또는 복합 베이스 레이어일 수 있습니다.
4) 표면층의 주조. 유연한 베이스 레이어와 일치하는 재료를 사용하여 슬롯의 나머지 높이를 붓고 채웁니다. 타설 과정에서 소형 다짐기를 사용하여 천천히 다짐하여 재건된 표면과 다른 도로 표면의 전체 수준을 보장합니다. 유연한 베이스 레이어는 중간 크기의 입상 아스팔트 표면 레이어입니다.
5) 강성 베이스층과 유연 베이스층의 두께 비율은 20~40:4~18이다.
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게시 시간: 2024년 4월 8일
