超薄平板式动态称重系统

罗锦兴,余朝晖

(1.广东省高速公路有限公司，广州 510623；2.重庆诗朗物联网技术有限公司，重庆 401120)

0 引言

随着“交通部62号令”实施对高速公路统一的超限运输标准，高速公路运输效率显著改善。禁止违法超限超载货车通行高速公路，“货车必检、超限超载禁入”已经成为高速公路管控的新常态。

我国高速公路从1998年至今一直处于快速发展时期，从起步到高速公路通车1万km，用了12年时间；突破2万km用了4年时间；突破3万km仅用了2年时间，高速公路路网主骨架逐步形成。

随着车流量的逐年剧增，未来在原有路网结构的基础上又规划实施干线扩容、新增相邻市或市县间的高速公路通道以及加密线、联络线建设；传统的货车检测手段势必导致高速公路入口堵车现象，尤其是多处高速公路入口、干线、匝道无法进行基础开挖作业、修建检修坑、设置排水井等，早期的地中衡称重产品已不能满足高速公路的场景。

为了解决此问题，推荐采用超薄平板式动态称重系统，其优点有：(1)安全性较好。继承传统称重系统优点的同时，根除了遗留问题，诸如不积水、无摇摆、无检修坑、紧固件与路基无关(设计更加牢固)、刚性高/应变极小等。(2)施工特别方便。施工方便也是提高安全性保障的前提；传统基坑吊装或大型机械作业等都会伴随着较长施工过程,可能会产生安全事故或工程隐患；特别是堵车、大件维修堵车等社会影响较大。(3)超薄型：5cm。(4)绿色、节能、环保，总成本相对较低，废渣少、垃圾不堆积。(5)系统安装方便，无论窄车道、宽车道均可2h铺设，保证车辆畅通无阻；卡扣式连接组合铺设，可随意变化。(6)维修保养方便，不怕水；维修操作简单

1 传统动态称重系统存在问题

1.1 “路面直埋”称重产品

常见的产品有石英、弯板、窄条等。

(1)弯曲式称重板采用框架与路面灌胶，挖掘深度是55～120mm，由压条紧固螺母将称重板紧固上紧。

(2)石英称重传感器采用直接与路面灌胶，一般选用环氧树脂+石英砂，安装时特别需要基础保持完全干燥。

(3)窄条称重传感器采用与路面灌胶，槽切深 30 mm或视传感器厚度而定，一般选用环氧树脂+填充料或水泥砼作为安装材料。

主要存在问题：受力面积小、安装工艺较复杂及抗冲击紧固设计不足、路面硬化成本高、弹性体长期弯曲微变趋势明显等(表1)。

表1 “路面直埋”称重产品

1.2 “基坑吊装”称重产品

常见产品为双台面(两个独立单轴重秤组成)、多台面(多个独立单轴秤组成)、轴组秤(主辅式、一体式)、整车式等。

图1 高速公路开挖

图2 淤泥、积尘(需额外吊秤掏淤)

图3 引发二次事故(检修坑隐患)

(1)双台面或多台面采用“上翻梁”的支撑结构，左右两边需要用安全岛保护。

图4 双秤台基础(排水排淤不便利)

(2)轴组秤一般采用4～6m长的基坑、4或6个检修坑或秤体嵌入检修窗的形式；基坑开挖深度1.0～1.3m左右；四周存在15～20mm缝隙(隐患)，检修时需要安全岛或围栏保护后作业。

图5 轴组秤基础(开挖深度1m以上)

(3)整车秤一般采用18～24m长的基坑、8～12个检修坑形式；基坑开挖深度1.3m左右,四周存在15～20mm缝隙(隐患)，需要安全岛。

图6 整车式基础

2 超薄平板式动态称重系统

2.1 系统组成

(1)称重系统由超薄称重平台、称重/采集控制柜、单侧激光式车辆分离器、安装附件、短距离搬运工具等组成。

图7 称重平台

(2)可在2%坡度安装、高压水枪直接冲洗/独特涂料防尘防腐蚀、NM硅胶密封、沥青路面/开裂下沉等针对性方案的产品。

图8 高压水枪冲洗

(3)适用于高速公路入口ETC/MTC混改车道、广场、辅道超限检测站、公路干线卡口；也适用于立交桥、桥梁、地下人行道等设施上铺设。

2.2 技术参数

超薄平板式动态称重系统技术参数见表2。

表2 技术参数

2.3 产品FABE

产品FABE见表3。

表3 产品FABE

续表3

3 测试情况

(1)试验名称：超薄动态称重系统测试。

(2)试验目的：对系统的基本功能和精度进行摸底测试(标定系数估值获取)。

(3)试验场地与设备：双向四车道沥青砼路面，路面无明显沉降及裂缝，目测横、纵坡小于1%。

(4)车辆选择：根据JJG907相关规定。

(5)气候条件：满足JJG907要求。

图9 产品构成

测试数据如图10所示。

图10 测试曲线(实线±2%界线、虚线±1%界线)

结论：动态精度优于2级

4 结语

传统的动态称重产品在高速公路中应用至今已接近二十年，一直采用“路面埋设”或“基坑吊装”的方式布设称重产品，虽然满足精度及各类业务需求，但高速公路因此路面被多处破坏、甚至反复开挖或坍塌也是事实。

本产品创新提出了路面铺设的设计理念，从高精度、可维护、便捷运输、绿色环保、安全性等诸多方面都较传统产品有所改善。

未来，具备创新理念的产品将叠代出现，作为“载荷数据”采集节点将从更薄更轻、算法优化、速度及便捷性等方面寻求新的突破。