Introductie publicatie: Schade voorkomen aan kabels en leidingen (InfraTech 2...
057 wim fo crow 2014
1. Verkeersbelastingen meten met de
WIM-FO
Rien Huurman, Mar van der Hoek, Roland van Niekerk
BAM / VanderHoekPhotonics / BAM
2. Inhoud
• Piëzo sensoren in de weg
• WIM-FO sensor in de weg
• Asfaltgedrag en meten
• WIM-FO sensor voor de weg
2 BAM Wegen bv
3. Piëzo sensoren in de weg
• Piëzo sensoren zijn enkel last gevoelig,
• Worden in het wegoppervlak ingebouwd,
• Grote spanningen treden hier op,
• Schade aan weg en/of sensor zijn gevolg.
3 BAM Wegen bv
4. Piëzo sensoren in de weg
4 BAM Wegen bv
• Verlies van hechting
• Discontinuiteit in deklaag
• Lage Temp scheuren
• Verlies opsluiting van de
deklaag
Schade soms al na enige
weken!!
5. Piëzo sensoren in de weg
5 BAM Wegen bv
• Sensor tekent af door
spoorvorming
• Dit beinvloed de metingen
• Onderhoud: bijslijpen van
de sensor
• Verlies van de sensor bij
vervanging deklaag
6. WIM-FO sensor in de weg
6 BAM Wegen bv
Zeer nauwkeurige sensor die onder de deklaag kan worden
aangebracht.
• Geen schade aan deklaag: lange levensduur.
• Sensor tekent zich niet af.
• Waardoor metingen nauwkeurig blijven.
• Geen bijslijpen, geen onderhoud.
• Sensor blijft behouden en bruikbaar ook na vervangen deklaag.
7. Asfaltgedrag & meten
7 BAM Wegen bv
Is nog niet zo gemakkelijk
Hoe kun je nauwkeurig door de deklaag meten?
Asfalt is visco-elastisch en temperatuur gevoelig
WIM-FO sensor geeft tijd-rek signalen voor 72 locaties
Dit vraagt om begrip van de mechanica van de weg en de sensor.
16. Asfaltgedrag & Meten
16 BAM Wegen bv
Gemodelleerde verharding met WIM-FO sensor
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3
80 km/h : 30°C
10 km/h : 20°C
• We hebben een model dat
nauwkeurig beschrijft wat er
gebeurt.
•Materiaalgedrag, belasting en
geometrie worden gerespecteerd.
•Dit vormt basis voor interpretatie
van tijd-rek signalen.
•Simulaties bij verschillende
snelheden en temperaturen.
18. Asfaltgedrag & meten
18 BAM Wegen bv
Gemodelleerde verharding met WIM-FO sensor
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
0 0.5 1 1.5 2 2.5
microrek[-]
tijd [s]
Lokale rekken in kolommidden
50°C
40°C
30°C
20°C
10°C
0°C
-10°C
19. Asfaltgedrag & meten
19 BAM Wegen bv
Sensor is een strip die de druk onder passerende wielen aftast.
Dit vraagt om integreren signalen.
Kauwgom-gedrag maakt dit moeilijk.
Maar via model hebben we controle (start en stop).
-100000
-80000
-60000
-40000
-20000
0
20000
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
Belasting[N]
Afstand [mm]
80 km/h / 50°C
80 km/h / 40°C
80 km/h / 30°C
80 km/h / 20°C
80 km/h / 10°C
80 km/h / 0°C
80 km/h / -10°C
10 km/h / 50°C
10 km/h / 40°C
10 km/h / 30°C
10 km/h / 20°C
10 km/h / 10°C
10 km/h / 0°C
10 km/h / -10°C
belasting
20. Asfaltgedrag & meten
20 BAM Wegen bv
Enorme verbetering in signaal interpretatie
-50000
-40000
-30000
-20000
-10000
0
10000
3000 3050 3100 3150 3200 3250 3300 3350
Belasting[N]
Afstand [mm]
80 km/h / 50°C
80 km/h / 40°C
80 km/h / 30°C
80 km/h / 20°C
80 km/h / 10°C
80 km/h / 0°C
80 km/h / -10°C
10 km/h / 50°C
10 km/h / 40°C
10 km/h / 30°C
10 km/h / 20°C
10 km/h / 10°C
10 km/h / 0°C
10 km/h / -10°C
belasting
22. WIM-FO sensor voor de weg
22 BAM Wegen bv
Bestaande WIM systemen registeren
• Aslasten van individuele assen
• Schrijven deze toe aan voertuigen
• Berekenen voortuiggewichten
• Statistiek op verkregen data
WIM-FO doet dit ook, maar meer…….
25. WIM-FO sensor voor de weg
25 BAM Wegen bv
Aslasten en schade
0
5
10
15
20
25
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220
Relative100kNdamage[-]
Axle load [kN]
Pavementdamage as function of axle load
0.4
1
m
n
i
st
i
ieq L
L
NN
26. WIM-FO sensor voor de weg
26 BAM Wegen bv
Aslasten en schade
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
30 50 70 90 110 130 150 170 190 210
Axle load group [kN]
Axle load versus damage distribution
axle load distribution
damage distribution
27. WIM-FO sensor voor de weg
27 BAM Wegen bv
Het zijn niet de aslasten, maar de wiellasten die schade veroorzaken.
De WIM-FO sensor geeft de belasting als functie van de dwarslocatie
en maakt dus onderscheid tussen individuele wielen.
Een factor 2 in belasting wordt eenvoudig niet gezien!
0
1
2
3
4
5
6
1 1.5 2 2.5 3
Relativedamage[-]
Ratio heavy wheel/light wheel [-]
Damage heavy wheel [-]
Damage light wheel [-]
Damage wheel track [-]
29. WIM-FO sensor voor de weg
29 BAM Wegen bv
Er zit een factor 1,4 in rek
als gevolg verschillende
typen wielen. Dit is een
factor 3,9 in schade!!!
Wat is waarde WIM als
wielbelasting onbekend
blijft?
30. WIM-FO sensor voor de weg
30 BAM Wegen bv
Met 2 x 36 sensoren registreerd de WIM-FO sensor de
bandbreedte en band positie en daarmee het type band.
Bestaande Piëzo systemen kunnen dit niet omdat deze alleen
lastgevoelig zijn.
31. WIM-FO sensor voor de weg
31 BAM Wegen bv
Aslasten en schade??
Versporing verlengt de levensduur.
32. WIM-FO sensor voor de weg
32 BAM Wegen bv
Versporing spreidt schade en is daarmee erg belangrijk bij de
bepaling van de wegbelasting. Met WIM-FO wordt versporing
gemeten.
33. Aslasten en schade??
WIM-FO sensor voor de weg
33 BAM Wegen bv
Spoorvorming is een
gevolg van contactdruk
en temperatuur.
34. Aslasten en schade??
WIM-FO sensor voor de weg
34 BAM Wegen bv
De WIM-FO sensor ligt op 7 tot 8 cm onder wegoppervlak en meet
temperatuur in schuifzone.
De wielprint en de wiellast geven gecombineerd de contactdruk.
WIM-FO registreert dus de drijvende krachten achter spoorvorming.
36. Conclusies
36 BAM Wegen bv
•WIM-FO geeft geen schade aan deklaag,
•WIM-FO blijft na vervanging deklaag bruikbaar,
•WIM-FO tekent niet af in deklaag (onzichtbaar),
•WIM-FO lange onderhoudsvrije levensduur (hinder & kosten)
•WIM-FO heeft zeer nauwkeurige sensor,
•WIM-FO vormt daarmee een zeer nauwkeurig systeem,
•WIM-FO meet en registreert de daadwerkelijke verkeersbelasting
(aslast, wiellast, versporing, type band, band belasting, temperatuur
in schuifzone, contact druk).
