一、背景技术
目前，基于压电石英称重传感器的WIM系统广泛应用于桥涵超载监测、公路货运车辆非现场超载执法、技术超载控制等项目中。但为了保证精度和使用寿命，此类项目需要以目前的技术水平对压电石英称重传感器安装区域进行水泥混凝土路面改造。但在一些应用环境中，如桥面或交通压力较大的城市主干道（水泥养护时间过长，导致长期封路困难），此类项目很难实施。
压电石英称重传感器不能直接安装在柔性路面上的原因是：如图1所示，当车轮（特别是重载时）在柔性路面上行驶时，路面会产生比较大的沉降。然而，当到达刚性压电石英称重传感器区域时，传感器与路面界面区域的沉降特性是不同的。而且，刚性称重传感器没有水平附着力，导致称重传感器很快断裂并与路面分离。
（1-车轮、2-称重传感器、3-软质基层、4-刚性基层、5-柔性路面、6-沉降区、7-泡沫垫）
由于不同的沉降特性和不同的路面摩擦系数，车辆经过压电石英称重传感器时会产生剧烈的振动，显着影响整体称重精度。车辆长期受压后，该部位容易出现破损、龟裂，导致传感器损坏。
2.该领域目前的解决方案：水泥混凝土路面改造
由于压电石英称重传感器无法直接安装在沥青路面上的问题，业界普遍采取的措施是对压电石英称重传感器安装区域进行水泥混凝土路面改造。一般改造长度为6-24米，宽度等于道路宽度。
水泥混凝土路面改造虽然满足了安装压电石英称重传感器的强度要求并保证了使用寿命，但以下几个问题严重制约了其广泛推广：
1）对原路面进行大范围的水泥硬化改造，需要大量的建设费用。
2）水泥混凝土改造需要极长的施工时间。仅水泥路面的养护期就需要28天（标准要求），这无疑对交通组织造成了重大影响。尤其是在一些需要WIM系统但现场人流量极大的情况下，项目施工往往困难重重。
3）破坏原有道路结构，影响美观。
4）摩擦系数的突然变化会引起打滑现象，特别是在雨天，很容易引发事故。
5）道路结构变化引起车辆振动，在一定程度上影响称重精度。
6）某些特定道路无法实施水泥混凝土改造，如高架桥等。
7）目前，在道路交通领域，趋势是由白变黑（水泥路面改沥青路面）。目前的解决方案是从黑到白，不符合相关要求，建设单位往往会产生抵触情绪。
3.改进安装方案内容
该方案的目的是解决压电石英称重传感器无法直接安装在沥青混凝土路面上的不足。
该方案将压电石英称重传感器直接放置在刚性基层上，避免了刚性传感器结构直接嵌入柔性路面带来的长期不兼容问题。这大大延长了使用寿命并确保称重精度不受影响。
而且无需对原有沥青路面进行水泥混凝土路面改造，节省了大量的施工成本，大大缩短了工期，为大规模推广提供了可行性。
图2是将压电石英称重传感器置于软基层上的结构示意图。
（1-车轮、2-称重传感器、3-软质基层、4-刚性基层、5-柔性路面、6-沉降区、7-泡沫垫）
4、关键技术：
1）对基础结构进行预处理开挖，制作重建槽，槽深24-58厘米。
2）将槽底找平并浇注填充材料。将固定比例的石英砂+不锈钢砂环氧树脂倒入槽底，均匀填充，填充深度2-6厘米，找平。
3）浇筑刚性基层并安装称重传感器。倒入刚性基层并将称重传感器嵌入其中，使用泡沫垫（0.8-1.2 毫米）将称重传感器的侧面与刚性基层分开。待刚性基层固化后，用打磨机将称重传感器与刚性基层打磨至同一平面。刚性基层可以是刚性、半刚性或复合基层。
4）表层浇注。使用与柔性基层一致的材料浇注并填充槽的剩余高度。浇筑过程中，用小型压实机缓慢压实，保证重建表面与其他路面的整体水平。柔性基层为中细粒沥青面层。
5)刚性基层与柔性基层的厚度比为20-40:4-18。
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发布时间：2024年4月8日
