超薄平板式動態(tài)稱重系統(tǒng)

羅錦興,余朝暉

(1.廣東省高速公路有限公司，廣州 510623；2.重慶詩朗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有限公司，重慶 401120)

0 引言

隨著“交通部62號令”實(shí)施對高速公路統(tǒng)一的超限運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)，高速公路運(yùn)輸效率顯著改善。禁止違法超限超載貨車通行高速公路，“貨車必檢、超限超載禁入”已經(jīng)成為高速公路管控的新常態(tài)。

我國高速公路從1998年至今一直處于快速發(fā)展時(shí)期，從起步到高速公路通車1萬km，用了12年時(shí)間；突破2萬km用了4年時(shí)間；突破3萬km僅用了2年時(shí)間，高速公路路網(wǎng)主骨架逐步形成。

隨著車流量的逐年劇增，未來在原有路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上又規(guī)劃實(shí)施干線擴(kuò)容、新增相鄰市或市縣間的高速公路通道以及加密線、聯(lián)絡(luò)線建設(shè)；傳統(tǒng)的貨車檢測手段勢必導(dǎo)致高速公路入口堵車現(xiàn)象，尤其是多處高速公路入口、干線、匝道無法進(jìn)行基礎(chǔ)開挖作業(yè)、修建檢修坑、設(shè)置排水井等，早期的地中衡稱重產(chǎn)品已不能滿足高速公路的場景。

為了解決此問題，推薦采用超薄平板式動態(tài)稱重系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)有：(1)安全性較好。繼承傳統(tǒng)稱重系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，根除了遺留問題，諸如不積水、無搖擺、無檢修坑、緊固件與路基無關(guān)(設(shè)計(jì)更加牢固)、剛性高/應(yīng)變極小等。(2)施工特別方便。施工方便也是提高安全性保障的前提；傳統(tǒng)基坑吊裝或大型機(jī)械作業(yè)等都會伴隨著較長施工過程,可能會產(chǎn)生安全事故或工程隱患；特別是堵車、大件維修堵車等社會影響較大。(3)超薄型：5cm。(4)綠色、節(jié)能、環(huán)保，總成本相對較低，廢渣少、垃圾不堆積。(5)系統(tǒng)安裝方便，無論窄車道、寬車道均可2h鋪設(shè)，保證車輛暢通無阻；卡扣式連接組合鋪設(shè)，可隨意變化。(6)維修保養(yǎng)方便，不怕水；維修操作簡單

1 傳統(tǒng)動態(tài)稱重系統(tǒng)存在問題

1.1 “路面直埋”稱重產(chǎn)品

常見的產(chǎn)品有石英、彎板、窄條等。

(1)彎曲式稱重板采用框架與路面灌膠，挖掘深度是55～120mm，由壓條緊固螺母將稱重板緊固上緊。

(2)石英稱重傳感器采用直接與路面灌膠，一般選用環(huán)氧樹脂+石英砂，安裝時(shí)特別需要基礎(chǔ)保持完全干燥。

(3)窄條稱重傳感器采用與路面灌膠，槽切深 30 mm或視傳感器厚度而定，一般選用環(huán)氧樹脂+填充料或水泥砼作為安裝材料。

主要存在問題：受力面積小、安裝工藝較復(fù)雜及抗沖擊緊固設(shè)計(jì)不足、路面硬化成本高、彈性體長期彎曲微變趨勢明顯等(表1)。

表1 “路面直埋”稱重產(chǎn)品

1.2 “基坑吊裝”稱重產(chǎn)品

常見產(chǎn)品為雙臺面(兩個(gè)獨(dú)立單軸重秤組成)、多臺面(多個(gè)獨(dú)立單軸秤組成)、軸組秤(主輔式、一體式)、整車式等。

圖1 高速公路開挖

圖2 淤泥、積塵(需額外吊秤掏淤)

圖3 引發(fā)二次事故(檢修坑隱患)

(1)雙臺面或多臺面采用“上翻梁”的支撐結(jié)構(gòu)，左右兩邊需要用安全島保護(hù)。

圖4 雙秤臺基礎(chǔ)(排水排淤不便利)

(2)軸組秤一般采用4～6m長的基坑、4或6個(gè)檢修坑或秤體嵌入檢修窗的形式；基坑開挖深度1.0～1.3m左右；四周存在15～20mm縫隙(隱患)，檢修時(shí)需要安全島或圍欄保護(hù)后作業(yè)。

圖5 軸組秤基礎(chǔ)(開挖深度1m以上)

(3)整車秤一般采用18～24m長的基坑、8～12個(gè)檢修坑形式；基坑開挖深度1.3m左右,四周存在15～20mm縫隙(隱患)，需要安全島。

圖6 整車式基礎(chǔ)

2 超薄平板式動態(tài)稱重系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)組成

(1)稱重系統(tǒng)由超薄稱重平臺、稱重/采集控制柜、單側(cè)激光式車輛分離器、安裝附件、短距離搬運(yùn)工具等組成。

圖7 稱重平臺

(2)可在2%坡度安裝、高壓水槍直接沖洗/獨(dú)特涂料防塵防腐蝕、NM硅膠密封、瀝青路面/開裂下沉等針對性方案的產(chǎn)品。

圖8 高壓水槍沖洗

(3)適用于高速公路入口ETC/MTC混改車道、廣場、輔道超限檢測站、公路干線卡口；也適用于立交橋、橋梁、地下人行道等設(shè)施上鋪設(shè)。

2.2 技術(shù)參數(shù)

超薄平板式動態(tài)稱重系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 技術(shù)參數(shù)

2.3 產(chǎn)品FABE

產(chǎn)品FABE見表3。

表3 產(chǎn)品FABE

續(xù)表3

3 測試情況

(1)試驗(yàn)名稱：超薄動態(tài)稱重系統(tǒng)測試。

(2)試驗(yàn)?zāi)康模簩ο到y(tǒng)的基本功能和精度進(jìn)行摸底測試(標(biāo)定系數(shù)估值獲取)。

(3)試驗(yàn)場地與設(shè)備：雙向四車道瀝青砼路面，路面無明顯沉降及裂縫，目測橫、縱坡小于1%。

(4)車輛選擇：根據(jù)JJG907相關(guān)規(guī)定。

(5)氣候條件：滿足JJG907要求。

圖9 產(chǎn)品構(gòu)成

測試數(shù)據(jù)如圖10所示。

圖10 測試曲線(實(shí)線±2%界線、虛線±1%界線)

結(jié)論：動態(tài)精度優(yōu)于2級

4 結(jié)語

傳統(tǒng)的動態(tài)稱重產(chǎn)品在高速公路中應(yīng)用至今已接近二十年，一直采用“路面埋設(shè)”或“基坑吊裝”的方式布設(shè)稱重產(chǎn)品，雖然滿足精度及各類業(yè)務(wù)需求，但高速公路因此路面被多處破壞、甚至反復(fù)開挖或坍塌也是事實(shí)。

本產(chǎn)品創(chuàng)新提出了路面鋪設(shè)的設(shè)計(jì)理念，從高精度、可維護(hù)、便捷運(yùn)輸、綠色環(huán)保、安全性等諸多方面都較傳統(tǒng)產(chǎn)品有所改善。

未來，具備創(chuàng)新理念的產(chǎn)品將疊代出現(xiàn)，作為“載荷數(shù)據(jù)”采集節(jié)點(diǎn)將從更薄更輕、算法優(yōu)化、速度及便捷性等方面尋求新的突破。