自动监测系统如何使道路保持良好的结构状态

为了使道路维护具有可预测性,公共工程研究和试验中心(CEDEX)在西班牙 Valladolid 的 a-62 高速公路上安装了一个动态结构健康监测系统。该监控系统有助于建立预测性维护软件模型,以对整个生命周期内可能发生的特定问题进行预测。该项目采用了 HBM QuantumX 和 catman 数据采集和分析系统。

用于预测性维护的结构健康监控

2018年2月,西班牙在 Valladolid 的 a-62 高速公路的一个路段安装了连续监控系统。目的在于测量右侧车道的承载力,并避免由重型车辆、材料疲劳和天气影响造成的结构健康问题。

监测方案有助于了解所用材料的特性,不仅可以对破损和裂缝等问题作出快速反应,而且有助于确定损坏的根本原因。

自动结构健康监测系统包括动态和静态物理量以及环境参数的不同传感器组合测量。数据采集系统由HBM QuantumX MX840B 通用放大器模块和 CX22B-W 数据记录仪组成,并采用 HBM的catman 软件,确保了其具有高可靠性、高精度和易用性,满足了在不利环境下精确和易于配置的数据采集要求。

在道路试验段,系统监测3条横向裂缝(F1、F2和F3)的移动情况,这些裂缝的间距分别为7米和5.9米。

问题

西班牙道路的结构健康受到车辆交通、材料疲劳和天气条件的影响。诸如断裂和裂缝等问题需要定期修理。

解决方案

通过安装自动路面监测站,可以测量路面性能、承载力和天气影响。作为结构健康监测系统的一部分,HBM QuantumX数据采集和分析系统与HBM的catman软件相结合,可实现精确灵活作和快速配置。

结果

该系统不仅提供了一个可持续的、可预测,数据实时处理的维护系统,而且使预防或检测路面损坏以及迅速反应成为可能。此外,还可以通过查看和分析收集到的数据来进行增强材料开发。

预测性维护模型

CEDEX旨在测量道路的承载力和材料对各种冲击的反应。

安装的测量解决方案包括传感器、QuantumX 结构健康监测系统和气象站。CEDEX 与 HBM 和工程公司Eo6合作建立的结构健康监测系统有助于建立预测性维修模型并解决具体问题。同时,所获得的数据可以新材料的开发提供帮助,这些新材料在沥青混合料层中起到阻裂作用。              

在1年半的运行中,监测站共接收到约60万个信号,并计算了每一个信号对应的参数和异常点。

HBM 的贡献:数据采集和分析

除了记录温度和湿度等各种传感器,监测站还使用 HBM QuantumX 数据采集和分析系统(带有MX840B和CX22B-W模块)以及 catman软件。

 QuantumX数据采集与分析系统能够采集任何信号和传感器信息。MX480B 和CX22B-W 模块组合特别适用于道路负载数据的应用,因为它们与不同类型的传感器一起工作,并且具有较高的计算能力。

catman 软件提供的不仅仅是数据采集。它完全能满足道路移动测试的需要,并提供数据采集,显示、在线计算、过程自动化等功能。此外,HBM还提供远程访问和数据在线处理服务。

多年来对 HBM 质量的信赖

HBM 和 CEDEX 已经合作很久了。            

 “多年前,我们在马德里附近的 El Goloso 将 HBM 设备集成到我们的路面加速试验轨道,此后我们只购买了他们的产品,因为它们具有极高的精度,240 多个通道同步工作而彼此不受干扰。”              

CEDEX 运输研究中心的专家 Javier Pérez Ayuso 如此评价。              

QuantumX 测量链的精度可以区分卡车和其他穿过结构健康监测点的车辆。超载货车可以被及时发现,必要时可以通知有关部门。气象站的温度和湿度测量对于数据解释也非常重要。尤其是冬季道路畅通至关重要。              

CEDEX 和 HBM 目前正在为 Toledo a-42高速公路相关路段安装类似的自动监测站。

 

关于 CEDEX

西班牙公共工程研究和实验中心,通常被称为CEDEX,是一个将尖端理念和技术应用于土木工程、建筑和环境的机构。并为其它设施和实验室提供技术支持。              

CEDEX 隶属于西班牙发展部,它还负责传播知识,在这方面,包括重要的技术转让任务。              

交通研究中心(CET)是CEDEX的一部分,总部设在马德里的El Goloso,致力于道路和交通领域的专业技术支持任务、技术研发和创新。