路面嵌入式加速度傳感器安裝2025-04-08實(shí)施2025-04-08實(shí)施云南省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布I前言 Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 14封裝 14.1封裝設(shè)計(jì)原則 14.2封裝材料與結(jié)構(gòu) 24.3界面耦合設(shè)計(jì) 24.4線纜設(shè)計(jì) 3 35.1水泥路面布設(shè) 35.2瀝青路面布設(shè) 45.3線纜布設(shè) 46安裝 46.1新建水泥路面安裝方法 46.2已建水泥路面安裝方法 56.3新建瀝青路面安裝方法 56.4已建瀝青路面安裝方法 6 67.1布設(shè)精度核驗(yàn) 67.2存活率核驗(yàn) 6附錄A(資料性)加速度傳感器布設(shè)位置及性能核驗(yàn)表 8本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由云南省交通運(yùn)輸廳提出。本文件由云南省交通運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(YNTC13)歸口。本文件起草單位：清華大學(xué)、昭通市高速公路投資發(fā)展有限責(zé)任公司、北京科技大學(xué)、昭通昭陽(yáng)繞城高速公路投資開(kāi)發(fā)有限公司、云南省公路科學(xué)技術(shù)研究院、交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所、保利長(zhǎng)大工程有限公司。本文件主要起草人：魏亞、楊碧宇、葉周景、趙勇、孟雄、劉川昆、閆闖、賈敬鵬、周曉華、李萬(wàn)恒、楊東來(lái)、李鵬飛、楊松立、李鵬鵬。V本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)提請(qǐng)注意，聲明符合本文件時(shí)，本文件第6章的使用可能涉及發(fā)明專利《一種基于滑模攤鋪的前置式傳感器埋設(shè)方法》(專利號(hào)：ZL202210332757.5)。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)對(duì)于該專利的真實(shí)性、有效性和范圍無(wú)任何立場(chǎng)。該專利持有人已向本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)保證，他們同意在公平、合理、無(wú)歧視基礎(chǔ)上，免費(fèi)許可任何組織或者個(gè)人在實(shí)施本文件時(shí)實(shí)施專利。該專利持有人的聲明已在本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)備案。相關(guān)信息可以通過(guò)以下聯(lián)系方式獲得：專利持有人：北京科技大學(xué)、清華大學(xué)、昭通昭陽(yáng)繞城高速公路投資開(kāi)發(fā)有限公司。地址：北京市海淀區(qū)學(xué)院路30號(hào)。請(qǐng)注意除上述專利外，本文件的某些內(nèi)容仍可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任。11范圍本文件界定了路面嵌入式加速度傳感器相關(guān)術(shù)語(yǔ)和定義，規(guī)定了路面嵌入式加速度傳感器的封裝、布設(shè)、安裝、核驗(yàn)等技術(shù)要求。本文件適用于水泥混凝土路面與瀝青混凝土路面的嵌入式加速度傳感器安裝與核驗(yàn)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T4208-2017外殼防護(hù)等級(jí)(IP代碼)JTG/TF30公路水泥混凝土路面施工技術(shù)細(xì)則JTGF40公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范JTJ073.1公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。完全嵌入于被監(jiān)測(cè)路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，能夠測(cè)量加速度的感知器件。用于衡量嵌入式加速度傳感器與其周圍包裹密合材料相互作用的技術(shù)參數(shù)。單軸高精度加速度感知元件uniaxialhigh-precisionaccelerationsensingcomponent基于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)制造，專門用于在單一軸向上測(cè)量加速度變化的傳感器。4封裝4.1封裝設(shè)計(jì)原則24.1.1加速度傳感器封裝設(shè)計(jì)應(yīng)具備良好的防水抗壓性能，防水性能不應(yīng)低于GB/T4208-2017中規(guī)定的IPX8等級(jí)，抗壓性能不應(yīng)低于20MPa。4.1.2加速度傳感器封裝設(shè)計(jì)應(yīng)以傳感器外殼與路面結(jié)構(gòu)層協(xié)同變形設(shè)計(jì)為目標(biāo)，考慮加速度傳感器嵌入后對(duì)路面結(jié)構(gòu)的局部應(yīng)力集中，以及加速度傳感器與周圍結(jié)構(gòu)的界面協(xié)調(diào)耦合。4.1.3加速度傳感器線纜設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“細(xì)、少、韌”的原則，具備優(yōu)良的抗彎拉、耐腐蝕、防水密封性能，宜使用水工觀測(cè)電纜。4.1.4線纜與加速度傳感器接頭處設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“協(xié)同變形”的原則，宜對(duì)線纜和加速度傳感器接頭處進(jìn)行保護(hù)處理。4.2封裝材料與結(jié)構(gòu)4.2.1加速度傳感器封裝材料模量應(yīng)與路面材料模量相近，水泥路面可采用不銹鋼封裝，瀝青路面可采用尼龍封裝。4.2.2宜采用單軸高精度加速度感知元件，量程宜不小于±2g,帶寬范圍宜為1Hz～200Hz,分辨率精度宜小于0.5mg,工作溫度范圍宜為-20℃~80℃。4.2.3加速度傳感器封裝結(jié)構(gòu)宜設(shè)計(jì)為圓柱體(見(jiàn)圖1),高徑比宜控制在0.5至1.0之間，傳感器封圖1加速度傳感器封裝設(shè)計(jì)示意圖4.3界面耦合設(shè)計(jì)4.3.1安裝前應(yīng)分別使用環(huán)氧樹(shù)脂和細(xì)砂對(duì)加速度傳感器封裝外殼表面進(jìn)行涂抹作為層間界面。傳感器表面環(huán)氧膠砂剖面示意圖見(jiàn)圖2。3端4.3.2應(yīng)采用耐200℃高溫的環(huán)氧樹(shù)酯涂覆加速度傳感器，涂覆厚度宜控制在1mm~2mm。4.3.3應(yīng)在環(huán)氧樹(shù)脂涂覆加速傳感器后，立刻在表面均勻撒布潔凈的砂粒(沙礫粒徑宜為1.18mm~2.36mm),撒布量宜控制為0.05g/cm2~0.10g/cm2。4.3.4封裝的環(huán)氧樹(shù)酯材料在完全固化后，其抗剪與抗拉強(qiáng)度均宜大于1MPa。4.4.1線纜材料宜選用聚四氟乙烯(PTFE),或其他具有良好耐溫性、耐化學(xué)性和耐磨性材質(zhì)，線纜外徑宜小于5mm。纜的外徑。4.4.3應(yīng)對(duì)線纜接頭區(qū)域完全包覆，宜采用環(huán)氧樹(shù)脂類或聚氨酯類材料。4.4.4宜通過(guò)單條線纜串聯(lián)多個(gè)加速度傳感器，以減少嵌入的線纜數(shù)量。5.1.1在平面位置上，用于水泥路面結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的加速度傳感器應(yīng)考慮在板角進(jìn)行布設(shè)，點(diǎn)位宜位于輪跡帶區(qū)域，且與路面板短邊的垂直距離宜在50cm~100cm之間。布設(shè)示意圖見(jiàn)圖3a)。a)用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)b)用于交通信息監(jiān)測(cè)圖3水泥路面加速度傳感器布設(shè)示意圖4位宜位于輪跡帶區(qū)域，且板角點(diǎn)位與路面板短邊的垂直距離宜在50cm～100cm之間。布設(shè)示意圖見(jiàn)圖5.1.3在布設(shè)深度上，用于水泥路面結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)和交通信息監(jiān)測(cè)的加速度傳感器應(yīng)布設(shè)于水泥混凝土路面1/2厚度處。5.2瀝青路面布設(shè)5.2.1在平面位置上，用于瀝青路面結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的加速度傳感器應(yīng)考慮沿路面橫斷面橫向均勻布設(shè)，點(diǎn)位宜位于輪跡帶區(qū)域，布設(shè)間距不宜超過(guò)50cm。布設(shè)示意圖見(jiàn)圖4a)。5.2.2在平面位置上，用于瀝青路面交通信息監(jiān)測(cè)的加速度傳感器應(yīng)考慮沿路面橫斷面橫向均勻布設(shè)，布設(shè)間距不宜超過(guò)60cm,布設(shè)列數(shù)宜為2列。布設(shè)示意圖見(jiàn)圖4b)。5.2.3在布設(shè)深度上，加速度傳感器宜布設(shè)于各面層底部。5.3.2線纜布設(shè)時(shí)，應(yīng)避免銳角彎曲，應(yīng)對(duì)線纜進(jìn)行限位固定。5.3.3線纜引出時(shí)，宜將所有加速度傳感器線纜由同一側(cè)集中引出。5.3.4線纜布設(shè)完成后，應(yīng)對(duì)線纜位置在路側(cè)進(jìn)行標(biāo)記。6.1新建水泥路面安裝方法6.1.1加速度傳感器采用預(yù)嵌入安裝方法。在水泥路面攤鋪前將加速度傳感器嵌入需要監(jiān)測(cè)的點(diǎn)位，確保加速度傳感器及連接線纜完好。6.1.2宜設(shè)計(jì)固定支架，保持加速度傳感器在滑模攤鋪過(guò)程中位置準(zhǔn)確，支架可采用多根鋼筋組合制6.1.3加速度傳感器固定支架可根據(jù)監(jiān)測(cè)需求設(shè)計(jì)為單體式或串聯(lián)式(見(jiàn)圖5)。串聯(lián)式支架連接桿應(yīng)采用剛性連接。5圖5加速度傳感器固定支架6.1.4宜對(duì)加速度傳感器的安裝位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位。6.1.5應(yīng)對(duì)支架進(jìn)行固定，可在加速度傳感器預(yù)安裝點(diǎn)位的路面基層打孔，孔徑應(yīng)略大于傳感器支架的鋼筋直徑。應(yīng)對(duì)加速度傳感器進(jìn)行固定，可采用細(xì)扎絲對(duì)加速度傳感器進(jìn)行豎向限位。6.1.6應(yīng)將線纜布設(shè)于下承層淺槽內(nèi)，防止滑模攤鋪機(jī)履帶在移動(dòng)過(guò)程中破壞線纜。6.1.7在滑模攤鋪機(jī)接近加速度傳感器安裝位置前，應(yīng)人工均勻填充傳感器及其固定支架周圍的混凝土，防止在后續(xù)攤鋪操作中因混凝土的不均勻傾倒而引起支架的傾斜或變形。6.1.8當(dāng)滑模攤鋪機(jī)前端進(jìn)料滾軸接近加速度傳感器安裝位置時(shí)，操作人員應(yīng)關(guān)注滾軸高度，避免振搗棒觸碰到加速度傳感器。安裝示意圖見(jiàn)圖6。6.1.9滑模攤鋪過(guò)程中應(yīng)確?；炷恋某掷m(xù)供給，防止由于混凝土短缺導(dǎo)致在傳感器安裝位置處出現(xiàn)重復(fù)攤鋪或機(jī)械停機(jī)等情況。6.1.10除本文件要求外，新建水泥混凝土路面施工還應(yīng)符合JTG/TF30的規(guī)定。6.2已建水泥路面安裝方法6.2.1應(yīng)采用鉆孔的方式進(jìn)行嵌入安裝，鉆孔孔徑應(yīng)略大于加速度傳感器直徑，鉆孔深度應(yīng)略大于加速度傳感器安裝深度，以能放入加速度傳感器為宜。6.2.2孔洞底部應(yīng)使用環(huán)氧砂漿找平，保持孔洞內(nèi)部干燥和清潔。6.2.3宜采用免打孔可伸縮支架置于孔洞中，水平固定至加速度傳感器安裝位置處。6.2.4應(yīng)在嵌入后的加速度傳感器頂部采用早強(qiáng)型且強(qiáng)度等級(jí)高于原路面混凝土等級(jí)的材料進(jìn)行回填，或使用無(wú)收縮改性環(huán)氧砂漿填補(bǔ)孔洞。在回填材料強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后，方可開(kāi)放交通。6.2.5除本文件要求外，已建水泥混凝土路面修補(bǔ)材料應(yīng)符合JTJ073.1的規(guī)定。6.3新建瀝青路面安裝方法66.3.1在路面結(jié)構(gòu)層(基層、下面層或中面層)施工完成后，上一層路面結(jié)構(gòu)層施工開(kāi)始前，應(yīng)按傳感器布設(shè)位置對(duì)該層進(jìn)行開(kāi)槽并安裝傳感器。安裝示意圖見(jiàn)圖7。中面層基層圖7瀝青路面開(kāi)槽安裝加速度傳感器示意圖(以中面層為例)6.3.2加速度傳感器固定完成后，應(yīng)采用攤鋪層瀝青混合料中的細(xì)砂回填溝槽，所覆蓋的混合料應(yīng)適6.3.5除本文件要求外，新建瀝青混凝上路面施工還應(yīng)符合JTGE40的規(guī)定。6.4.1應(yīng)采用鉆孔的方式進(jìn)行嵌入安裝。鉆孔孔徑應(yīng)略大于加速度傳感器直徑，鉆孔深度應(yīng)略大于加6.4.2孔洞底部應(yīng)使用瀝青細(xì)砂回填壓實(shí)、找平，保持孔洞內(nèi)部干燥和清潔。6.4.3將加速度傳感器安裝后，宜采用相同級(jí)配的瀝青混凝土對(duì)孔洞進(jìn)行回填與壓實(shí)。6.4.4除本文件要求外，已建瀝青混凝土路面修補(bǔ)材料應(yīng)符合JTGE40的規(guī)定。7.1.1加速度傳感器安裝前，宜使用高精度載波相位差分定位儀(RTK)或激光測(cè)距儀確定和記錄傳感7.1.2加速度傳感器安裝完成后，可采用探地雷達(dá)(GPR)對(duì)傳感器安裝區(qū)域進(jìn)行掃描，確定傳感器的7.1.3應(yīng)記錄加速度傳感器設(shè)計(jì)安裝和實(shí)際安裝的位置及深度，并計(jì)算每個(gè)傳感器的縱向、橫向及豎 (見(jiàn)附錄A表A.1)。若偏差較大，應(yīng)根據(jù)傳感器位置偏差，重新調(diào)整傳感器的布設(shè)方案。7.2.1加速度傳感器安裝完成后，應(yīng)開(kāi)展傳感器電阻值測(cè)量，與設(shè)計(jì)電阻值進(jìn)行對(duì)比，確保測(cè)量的電阻值誤差在5%以內(nèi)。7.2.2加速度傳感器安裝完成后，應(yīng)使用數(shù)據(jù)采集儀進(jìn)行加速度信號(hào)的傳輸檢驗(yàn)，確保信號(hào)正常。7.2.3加速度傳感器安裝完成后，宜在傳感器正上方采用錘擊法判斷傳感器是否存活且處于正常工作77.2.5在無(wú)車載工況下對(duì)加速度傳感器的采樣率、噪聲水平和靜態(tài)輸出水平進(jìn)行測(cè)試，應(yīng)將測(cè)試結(jié)果錄傳感器性能核驗(yàn)情況，并填寫《加速度傳感器性能核驗(yàn)表》(見(jiàn)