EP0675472A1 - Dispositif de détection de données relatives au passage de véhicules sur une chaussée - Google Patents

Dispositif de détection de données relatives au passage de véhicules sur une chaussée Download PDF

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Publication number
EP0675472A1
EP0675472A1 EP95200703A EP95200703A EP0675472A1 EP 0675472 A1 EP0675472 A1 EP 0675472A1 EP 95200703 A EP95200703 A EP 95200703A EP 95200703 A EP95200703 A EP 95200703A EP 0675472 A1 EP0675472 A1 EP 0675472A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
profile
cable
recess
piezoelectric
roadway
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP95200703A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Gilles Bailleul
François Paris
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THERMOCOAX
Thermocoax SAS
Original Assignee
Thermocoax SAS
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thermocoax SAS, Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Thermocoax SAS
Publication of EP0675472A1 publication Critical patent/EP0675472A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/02Detecting movement of traffic to be counted or controlled using treadles built into the road
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01FADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F11/00Road engineering aspects of Embedding pads or other sensitive devices in paving or other road surfaces, e.g. traffic detectors, vehicle-operated pressure-sensitive actuators, devices for monitoring atmospheric or road conditions

Definitions

  • the invention relates to a device for detecting data relating to the passage of vehicles on a roadway, to be placed in a groove formed in the upper part of this roadway, comprising a first profile provided with an upper U-shaped recess, and a piezoelectric cable of the coaxial type disposed in the bottom of the recess of the first profile.
  • the invention finds its application in the detection of passage of vehicles, counting, measurement of speeds, measurement of the masses of vehicles (dynamic loads) and their classification and this in all regions having diverse climatic conditions and in particular severe (climate very hot, temperate or very cold).
  • Patent FR 2 482 340 describes a device for detecting passage on a roadway, its laying method and its application to speed detection.
  • This device is partly made up of a piezoelectric effect cable.
  • This cable is a coaxial shielded cable whose core and sheath are separated by a piezoelectric ceramic.
  • This cable has an outside diameter of a few mm, and a length of the order of 1 m or more. It is therefore very thin and long.
  • this piezoelectric cable is placed at the bottom of a rigid metal or hard plastic profile, having either the shape of a U, or the shape of a rectangular quadrilateral whose upper face is curved.
  • This profile is internally filled with a plastic material curable by polymerization. The aim is to provide a rigid device.
  • the profile rigid is coated on its three faces not intended to be in contact with vehicles, with an overmolded envelope of flexible plastic, for example a resin loaded with elastomer, to absorb vibrations. This arrangement is carried out in the factory.
  • the method of installing the device includes forming a groove in the pavement, of dimensions slightly larger than those of the device. Then the bottom and the sides of the groove are coated with a flexible plastic absorbing vibrations, and finally the device is placed in the coated groove, so as to fix it, while making it protrude slightly from the upper surface of the pavement. If the profile has the shape of a U, the upper parts of the branches of the U protrude from the upper level of the road by a few mm.
  • the coating of the groove is not essential when the device already comprises a molded envelope of flexible plastic produced in the factory.
  • a disadvantage of the aforementioned device known from the prior art is that its manufacture uses plastics, which are organic materials and which are particularly sensitive to temperature variations.
  • Another drawback of the known device is that the polymerizable plastic material for filling the U-shaped profile is brittle, does not age well, and is easily detached from the walls of this hard protective profile. This means that the device obtained does not support any bending. In its first variant, this device is therefore generally fragile, especially for use on a deformed or curved road; and in particular it is ill-suited to the measurement of moving loads.
  • a device for detecting data relating to the passage of vehicles, to be inserted in a groove formed in a pavement which also comprises a piezoelectric cable , protected by a hard U-shaped profile, and embedded in a filling material for the profile.
  • the profile has a substantially square section, and is made of metal, for example aluminum; the cable is at a given distance from the bottom of the profile; the filling material to drown the cable is an epoxy mortar loaded with silica.
  • the sides of the U-profile are provided with elastomeric foam to absorb longitudinal bending. The assembly is introduced into a groove made in the pavement and is again embedded in an epoxy mortar loaded with silica.
  • This second device cited has two advantages over the first device cited, which are: an improvement in performance in the measurement of masses in motion, since it is correctly sensitive to vertical pressures; and an improvement in weather resistance because the filling material in epoxy mortar loaded with silica is essentially provided for this purpose.
  • the first drawback was already present in the first device mentioned, and lies in the fact that this second device is also not flexible because the filling resins loaded with silica are very brittle; the second drawback is that it is even more expensive to implement than the second variant of the first device, because its structure is very complex; moreover, the positioning of the piezoelectric cable at a given distance from the bottom of the profile is difficult to achieve, since it is not easy to keep the thin and long cable at a well-determined distance during this filling.
  • An object of the present invention is to provide a device for detecting data relating to the passage of vehicles on a roadway, capable of performing as well in simple measurements as counting vehicles, or measuring speeds, as in measuring masses in motion.
  • Another object of the invention is to provide such a device capable of providing the different types of measurement over a wide range of temperatures.
  • Another object of the invention is to provide such a device in particular capable of mechanically withstanding both bad weather and the repeated passage of heavy vehicles.
  • Another object of the invention is to provide such a device which is flexible and can be installed on the upper surface of roadways, possibly subject to deformation over time, for example under the effect of bad weather such as swelling due to rain. , frost, crackles, cracks etc.
  • Another object of the invention is to provide such a device which is very simple to produce and very inexpensive, and which is also simple to install in the roadway; so that, for the installation, the circulation is interrupted only for an extremely short period of time.
  • the detection device defined in the preamble, further characterized in that it comprises a second profile disposed in the recess of the first profile above the coaxial cable, this second profile having a shape and dimensions such that it fills and fills the remaining volume of the recess above the cable, and that it realizes the closing of this recess.
  • the two sections 20 and 30 are made of a material selected.
  • the material is preferably formed from a reinforcement of threads or fiber fabrics of glass, which is first impregnated with resin (polyester or epoxyphenolic), and which is then drawn inside a die, and further heated to allow the polymerization of the impregnation resin.
  • resin polyyester or epoxyphenolic
  • the epoxy resin is used in small quantity, only to hold the parts together, and it does not constitute a material for transmitting pressures: therefore it does not constitute a surface which works - contrary to what occurred in particular the first document cited as a state of technique-.
  • the device produced according to the invention there are therefore no drawbacks which were inherent in the use of epoxy resin in the devices known from this state of the art.
  • the first means for protecting the piezoelectric cable -which were a hard U-shaped structure in the first state of the art-, and the second means for drowning the cable -which were the filling with the only resin epoxy in this state of the art- are combined and produced overall by the coating formed of the first and second profile, the resin playing for this reason a secondary role limited to the bonding of the parts.
  • the resin added for bonding is perfectly suited to this material and plays its role correctly: it adheres perfectly to the walls of the profiles and does not risk coming apart, as c was the case of the resin filling the aluminum profiles for example, in the prior art in question.
  • the device obtained according to the invention can be slightly curved without deterioration; it ages well, its longevity is improved, and it retains its performance under all weather conditions.
  • the coaxial piezoelectric cable 10 is connected, by a connector 15, to a coaxial transmission cable 16.
  • a reference cable "RG 58 will be used in conjunction with the piezoelectric cable VIBRACOAX Cu "from the company THERMOCOAX.
  • the connection between this coaxial cable 10 and the transmission extension cable 16 is always fragile; to overcome this drawback, it suffices to coat the connector 15 and a small length of the extension in the system consisting of the first and second sections 20,30, and to stick using glue 40 according to the method of the invention.
  • a piezoelectric cable for pressure detection is well known to those skilled in the art: when the piezoelectric material is subjected to an external pressure - here, in the cable 10, the piezoelectric material is subjected to a radial pressure - it delivers electrical charges which are collected by the central conductor 11, or metallic core, of the cable 10. The metallic sheath 12 is brought to ground.
  • the compacted piezoelectric powder undergoes a radial polarization treatment during the manufacture of the cable, and therefore shows a sensitivity of the order of 1 V / Bar.
  • a trench 120 or groove is made transverse to the upper surface 111 of a roadway 110, in the region where the measurements are required; when the device 100 according to the invention has external dimensions l3, l4 of the order of 20 mm, the trench 120 is made of slightly larger dimensions by means of a mechanical device, suitable for cutting road surfaces. Then the device 100 is installed in this trench 120. Maintaining the device 100 in the trench 120 is simple.
  • the device 100 is suspended at the correct height relative to the upper surface of the roadway and is glued with a material which depends on the roadway material. It can be an epoxy resin loaded with sand which is well suited to a concrete pavement or methylmetacrylate which is better suited to asphalt. Other adhesives can be used depending on the type of asphalt or the type of special coating.
  • the device 100 is subjected, during the passage of the wheels of vehicles traveling on the roadway, to pressures to which it responds by the emission of electrical signals.
  • the device 100 is connected by means of the transmission cable 116 to suitable measuring devices, and not shown because they are not strictly part of the invention, which process the electrical signals transmitted, and provide the required data relating to the dynamic masses, on detection of passage, and / or vehicle speed, etc.

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Abstract

Dispositif de détection (100) de données relatives au passage de véhicules sur une chaussée (110), pour être placé dans une rainure (120) pratiquée dans la partie supérieure (111) de cette chaussée, comprenant un premier profilé (20) muni d'un évidement supérieur (21) en forme de U, et un câble piézoélectrique (10) du type coaxial disposé dans le fond (23) de l'évidement (21) du premier profilé (20). Ce dispositif comprend un second profilé (30) disposé dans l'évidement (21) du premier profilé (20) au-dessus du câble coaxial (10), ce second profilé (30) ayant une forme et des dimensions telles qu'il emplit et comble le volume restant de l'évidement (21) au-dessus du câble (10), et qu'il réalise la fermeture de cet évidement (21). <IMAGE>

Description

  • L'invention concerne un dispositif de détection de données relatives au passage de véhicules sur une chaussée, pour être placé dans une rainure pratiquée dans la partie supérieure de cette chaussée, comprenant un premier profilé muni d'un évidement supérieur en forme de U, et un câble piézoélectrique du type coaxial disposé dans le fond de l'évidement du premier profilé.
  • L'invention trouve son application dans la détection de passage de véhicules, le comptage, la mesure des vitesses, la mesure des masses des véhicules (charges dynamiques) et leur classification et ceci dans toutes régions présentant des conditions climatiques diverses et notamment rigoureuses (climat très chaud, tempéré ou très froid).
  • Le brevet FR 2 482 340 décrit un dispositif de détection de passage sur une chaussée, son procédé de pose et son application à la détection de vitesse.
  • Ce dispositif est constitué en partie par un câble à effet piézoélectrique. Ce câble est un câble blindé coaxial dont l'âme et la gaine sont séparées par une céramique piézoélectrique. Ce câble a un diamètre extérieur de quelques mm, et une longueur de l'ordre de 1 m ou plus. Il est donc très fin, et long.
  • Afin d'augmenter la durée de vie du câble piézoélectrique, de faciliter sa pose dans la chaussée, et d'assurer une certaine fiabilité des mesures, ce câble piézoélectrique est disposé au fond d'un profilé rigide métallique ou en plastique dur, ayant soit la forme d'un U, soit la forme d'un quadrilatère rectangulaire dont la face supérieure est bombée. Ce profilé est empli intérieurement d'un matériau plastique durcissable par polymérisation. Le but visé est de fournir un dispositif rigide.
  • Dans une variante de ce dispositif, le profilé rigide est enrobé sur ses trois faces non destinées à être en contact avec les véhicules, d'une enveloppe surmoulée en plastique souple, par exemple une résine chargée en élastomère, pour absorber les vibrations. Cet arrangement est réalisé en usine.
  • Dans l'un ou l'autre cas, le procédé de pose du dispositif comprend la formation d'une rainure dans la chaussée, de dimensions légèrement supérieures à celles du dispositif. Puis le fond et les côtés de la rainure sont enduits d'une matière plastique souple absorbant les vibrations, et enfin le dispositif est placé dans la rainure enduite, de manière à le fixer, tout en le faisant dépasser légèrement de la surface supérieure de la chaussée. Si le profilé a la forme d'un U, les parties supérieures des branches du U dépassent du niveau supérieur de la chaussée de quelques mm. L'enduction de la rainure n'est pas indispensable lorsque le dispositif comprend déjà une enveloppe surmoulée en plastique souple réalisée en usine.
  • Un inconvénient du dispositif précité connu de l'état de la technique est que sa fabrication met en oeuvre des matières plastiques, qui sont des matériaux organiques et qui sont particulièrement sensibles aux variations de température.
  • Or un but de l'invention est la détection de la vitesse des véhicules, mais aussi, outre le comptage, la détection des masses des véhicules en mouvement (mesure des charges dynamiques) et leur classification. La détection et l'analyse de ces données sont particulièrement importantes pour la prévision de nouvelles routes, de nouveaux ponts, ou chaussées en tout genre, ainsi que pour les prévisions concernant leur entretien.
  • Si des matériaux organiques sont utilisés pour réaliser les dispositifs de détection, les mesures ne sont pas fiables en ce qui concerne la détection des masses des véhicules, car ces mesures dépendent des conditions climatiques. Selon les cas, ces mesures peuvent être non répétitives, voire impossibles dans les régions où les conditions climatiques sont rigoureuses.
  • De plus, dans le cas où il est nécessaire d'utiliser aussi une matière plastique pour fixer le dispositif dans la chaussée, des difficultés ou des impossibilités apparaissent dans les régions où les conditions climatiques sont rigoureuses (chaleur torride, froid extrême, très forte humidité, grandes différenes climatiques entre les saisons, ou entre jours et nuits, etc...).
  • Un autre inconvénient du dispositif connu est que le matériau plastique polymérisable de remplissage du profilé en U est cassant, vieillit mal, et se désolidarise facilement des parois de ce profilé dur de protection. Cela signifie que le dispositif obtenu ne supporte aucune flexion. Dans sa première variante, ce dispositif est donc, d'une façon générale fragile, notamment pour l'emploi sur une route déformée ou bombée ; et en particulier il est mal adapté à la mesure des charges en mouvement.
  • Dans sa seconde variante de mise en oeuvre, il n'est toujours pas flexible, et il est toujours fragile dû à l'emploi de plastiques, mais il est mieux adapté à la mesure des masses en mouvement du fait de son enveloppe surmoulée. Cependant dans ce cas, il devient difficile et coûteux à réaliser ; en effet la réalisation d'un surmoulage suppose la réalisation d'un moule, lequel doit être changé chaque fois que l'homme du métier désire modifier les longueurs ou les dimensions transversales des dispositifs : or les dispositifs doivent présenter des longueurs différentes selon les usages auxquels ils sont destinés : mesures sur routes, sur autoroutes, mesures relatives à une demi-largeur d'essieu, ou à une largeur totale d'essieu, utilisation de câbles piézoélectriques de différents diamètres etc.. Un moule en outre se détériore à l'usage.
    Enfin, le démoulage est difficile du fait de la fragilité de la résine thermodurcissable de remplissage du profilé.
  • Il est encore connu de l'état de la technique, par la demande de brevet EP 0 231 669, un dispositif de détection de données relatives au passage des véhicules, à insérer dans une rainure pratiquée dans une chaussée, qui comprend également un câble piézoélectrique, protégé par un profilé dur en forme de U, et noyé dans un matériau de remplissage du profilé. Dans ce second document cité, le profilé a une section sensiblement carrée, et est réalisé en métal, par exemple en aluminium ; le câble est à une distance donnée du fond du profilé ; le matériau de remplissage pour noyer le câble est un mortier époxydique chargé en silice. Les côtés du profilé en U sont munis de mousse élastomère pour absorber les flexions longitudinales. L'ensemble est introduit dans une rainure pratiquée dans la chaussée et est noyé à nouveau dans un mortier époxydique chargé en silice.
  • Ce second dispositif cité présente deux avantages sur le premier dispositif cité, qui sont : une amélioration des performances dans la mesure des masses en mouvement, car il est correctement sensible aux pressions verticales ; et une amélioration de la tenue aux intempéries car le matériau de remplissage en mortier époxydique chargé en silice est essentiellement prévu à cet effet. Mais il présente des inconvénients notables : le premier inconvénient était déjà présent dans le premier dispositif cité, et réside dans le fait que ce second dispositif n'est pas non plus flexible car les résines de remplissage chargées en silice sont très friables ; le second inconvénient est qu'il est encore plus coûteux à mettre en oeuvre que la seconde variante du premier dispositif, car sa structure est très complexe ; de plus le positionnement du câble piézoélectrique à une distance donnée, du fond du profilé est difficile à réaliser, car il n'est pas facile de maintenir le câble fin et long à une distance bien déterminée durant ce remplissage.
  • Un objet de la présente invention est de proposer un dispositif de détection de données relatives au passage de véhicules sur une chaussée, capable d'être performant aussi bien dans les mesures simples comme le comptage des véhicules, ou la mesure des vitesses, que dans la mesure des masses en mouvement.
  • Un autre objet de l'invention est de proposer un tel dispositif capable de fournir les différents types de mesure dans une large gamme de températures.
  • Un autre objet de l'invention est de proposer un tel dispositif notamment capable de résister mécaniquement aussi bien aux intempéries, qu'au passage répété de lourds véhicules.
  • Un autre objet de l'invention est de proposer un tel dispositif qui soit flexible et puisse être installé à la surface supérieure de chaussées, éventuellement sujettes à des déformations dans le temps, par exemple sous l'effet des intempéries telles que gonflements dus aux pluies, au gel, craquements, fissures etc..
  • Un autre objet de l'invention est de proposer un tel dispositif qui soit très simple à réaliser et très bon marché, et qui soit en outre simple à installer dans la chaussée ; de manière à ce que, pour la mise en place, la circulation ne soit interrompue que sur un laps de temps extrêmement court.
  • Ces buts sont atteints au moyen du dispositif de détection défini dans le préambule, en outre caractérisé en ce qu'il comprend un second profilé disposé dans l'évidement du premier profilé au-dessus du câble coaxial, ce second profilé ayant une forme et des dimensions telles qu'il emplit et comble le volume restant de l'évidement au-dessus du câble, et qu'il réalise la fermeture de cet évidement.
  • Le dispositif selon l'invention présente notamment plusieurs avantages :
    • il est performant dans une large gamme de températures,
    • il peut être utilisé pour tout genre de mesures relatives à la détection de masses dynamiques ou autres données relatives aux véhicules,
    • les pressions exercées par les véhicules ou par les masses dynamiques sont correctement transmises, c'est-à-dire qu'il est correctement sensible aux pressions verticales.
    • il montre peu de dispersions des caractéristiques de mesure,
    • il est très résistant aux intempéries et aux facteurs de dégradation mécanique,
    • il est suffisamment flexible pour être installé en tout lieu,
    • il est constitué de matériaux peu sensibles au vieillissement et non friables à la flexion,
    • il est extrêmement simple et rapide à réaliser et son coût de fabrication est faible, alors que ses performances sont extrêmement bonnes,
    • il est facile à mettre en place dans une chaussée : le temps nécessaire à son installation est faible et les moyens à mettre en oeuvre sont peu coûteux ;
    • et en outre il est facile à transporter avant la pose.
      L'invention est décrite ci-après en détail en référence avec les figures annexées dont :
    • la FIG.1A représente en coupe transversale un dispositif comprenant deux profilés et incluant un câble coaxial piézoélectrique, et la FIG.1B représente ce dispositif en coupe longitudinale ;
    • la FIG.2 représente en coupe transversale un câble coaxial piézoélectrique ;
    • les FIG.3A et 3B représentent respectivement en perspective chacun des profilés utilisés dans le mode de réalisation illustré par les FIG.1A et 1B ;
    • la FIG.4 représente en coupe transversale un dispositif selon les FIG.1A et 1B, installé dans une chaussée.
  • Tel que représenté sur la FIG.1A, en coupe transversale, et 1B en coupe longitudinale, le dispositif 100 de détection de données relatives aux mesures de charges dynamiques ou au passage de véhicules sur une chaussée comprend, pour être ultérieurement disposé dans une rainure à la surface de la chaussée :
    • un câble piézoélectrique coaxial 10, de diamètre externe d₁ faible, par exemple quelques mm. Le câble coaxial piéozoélectrique 10 peut avoir une longueur D allant de quelques dizaines de cm à plusieurs m ;
    • un premier profilé 20, comme en outre représenté en perspective sur la FIG.3B, muni d'un évidement 21 en forme de U, à sa partie supérieure 22 ; cet évidement 21 a une dimension transversale ℓ₁ de valeur suffisante pour recevoir le câble piézoélectrique 10, c'est-à-dire que cette dimension ℓ₁ est légèrement supérieure au diamètre d₁ ; cet évidement 21 a en outre une profondeur ℓ₂ par rapport à la face supérieure 22 du profilé qui est telle que lorque le câble piézoélectrique 10 est disposé dans le fond 23 de l'évidement 21, il est à une distance appropriée Δ de la surface de la chaussée, une fois le dispositif 100 installé dans une rainure pratiquée dans cette chaussée. Ce premier profilé 20 a une longueur L légèrement supérieure à celle du câble coaxial 10 et l'évidement 21 est pratiqué sur toute cette longueur L ; ce premier profilé 20 a en outre des dimensions transversales externes, hauteur et largeur ℓ₃, ℓ₄ grandes vis-à-vis de celles de l'évidement 21 ; c'est à dire que la largeur ℓ₄ est environ 5 à 10 fois la largeur ℓ₁ ; et la hauteur ℓ₃ environ 2 ou 3 fois la profondeur ℓ₂.
    • un second profilé 30, comme représenté en outre en perspective sur la FIG.3A, de dimension transversale ℓ'₁ juste inférieure à la dimension transversale ℓ₁ de l'évidement 21 du premier profilé 20, pour être introduit dans cet évidement, une fois le câble coaxial 10 déjà installé au fond 23 de cet évidement ; et de hauteur ℓ'₂ capable d'emplir, de combler et de fermer le volume restant libre de l'évidement 21 du premier profilé, lorsque ce second profilé 30 est placé au-dessus du câble coaxial 10 dans l'évidement 21. Ce second profilé 30 a une longueur L' identique à la longueur L du premier profilé 20 et de l'évidement 21.
  • Dans un exemple de réalisation préférentiel :
    • le câble coaxial piézoélectrique a un diamètre externe d₁, de l'ordre de 3 mm. Le diamètre d₁ peut être choisi autre, selon la sensiblité de détection désirée, sachant que la sensibilité d'un câble piézoélectrique augmente proportionnellement à son diamètre ;
    • ce câble piézoélectrique a en outre une longueur totale D qui peut être soit 2 m pour les mesures relatives au passage d'un demi-essieu (1 roue), soit 3.10 m pour les mesures relatives au passage d'un essieu complet (2 roues montées transversalement) ;
    • le premier profilé 20 à des dimensions externes ℓ₃, ℓ₄ qui sont toutes deux égales à environ 20 mm. Dans ce premier profilé, la profondeur de l'évidement ℓ₂ est de l'ordre de 10 mm et sa dimension transversale ℓ₁ juste supérieure au diamètre d₁ du câble est alors de l'ordre de 3,2 mm ;
    • le second profilé 30 a une dimension transversale ℓ'₁ juste inférieure à la dimension ℓ₁ transversale de l'évidement 21, c'est-à-dire environ 3 mm, et sa hauteur ℓ'₂ pour emplir, combler et fermer l'évidement 21 quand le câble 10 est en place au fond 23 de cet évidement, est de l'ordre de 8,5 mm.
  • Dans ce mode de réalisation préférentiel, la longueur totale L et L' des deux profilés 20 et 30 est de 3.20 m ± 1 cm, et les autres tolérances générales sont de ± 0,1 mm.
  • Pour obtenir les performances souhaitées du dispositif pour la mesure des charges dynamiques, la détection du passage ou la mesure de la vitesse de véhicules, avec la tenue en température et la résistance aux degradations mécaniques recherchées, les deux profilés 20 et 30 sont en un matériau sélectionné.
  • Selon l'invention, le matériau est de préférence formé à partir d'une armature en fils ou tissus de fibre de verre, qui est d'abord imprégnée de résine (polyester ou époxyphénolique), et qui est ensuite tirée à l'intérieure d'une filière, et en outre chauffée pour permettre la polymérisation de la résine d'imprégnation.
  • Ces profilés présentent alors de nombreux avantages :
    • ces profilés montrent une haute résistance mécanique,
    • les formes de ces profilés peuvent être réalisées à la demande, dans des usines ou fabriques spécialisées dans la fourniture d'articles en fibre de verre laminé. Comme ces articles sont fabriqués industriellement, et en moyennes ou grandes séries, ils sont bon marché ; et les performances sont répétitives (Ex. : Société PULTRUSION, Z.I de NOGEL, 60870 Villers-St-Paul, FRANCE)
    • ces profilés propagent correctement les pressions verticales pour permettre au câble piézoélectrique d'effectuer les détections et mesures requises ;
    • ces profilés sont à la fois suffisamment rigides et suffisamment flexibles pour permettre le transport aisé des dispositifs avant leur installation, et la mise en place des dispositifs dans toutes sortes de situations défavorables ;

       Selon l'invention, le montage des trois pièces 10, 20, 30 les unes vis-à-vis des autres est très facile :
    • 1) le premier profilé 20 est présenté,
    • 2) le câble 10 est posé dans le fond de l'évidement 21,
    • 3) une colle 40 est répandue sur le câble, légèrement en excès ; la colle peut être par exemple une résine époxy telle que AW116 CIBA CEIGY,
    • 4) le second profilé est posé en surface du câble dans l'évidement, de manière à ce que la colle s'infiltre et remonte entre le premier et le second profilé, le long des faces verticales de l'évidement en U,
    • 5) la colle est polymérisée.
  • Selon l'invention la résine époxy est utilisée en petite quantité, seulement pour maintenir les pièces entre elles, et elle ne constitue pas un matériau de transmission des pressions : donc elle ne constitue pas une surface qui travaille -contrairement à ce qui se produisait dans notamment le premier document cité au titre d'état de la technique-. Dans le dispositif réalisé selon l'invention il n'existe donc pas les inconvénients qui étaient inhérents à l'utilisation de la résine époxy dans les dispositifs connus de cet état de la technique.
  • Dans le dispositif selon l'invention, les premiers moyens pour protéger le câble piézoélectrique -qui étaient une structure dure en U dans le premier état de la technique-, et les seconds moyens pour noyer le câble -qui étaient le remplissage par la seule résine époxy dans cet état de la technique- sont confondus et réalisés globalement par l'enrobage formé du premier et du second profilé, la résine jouant pour cette raison un rôle secondaire limité au collage des pièces.
  • De plus comme les profilés sont en fibre de verre imprégnée de résine, alors la résine ajoutée pour le collage est parfaitement adaptée à ce matériau et joue son rôle correctement : elle adhère parfaitement aux parois des profilés et ne risque pas de se désolidariser, comme c'était le cas de la résine emplissant les profilés d'aluminium par exemple, dans l'état de la technique en question.
  • Ainsi le dispositif obtenu selon l'invention peut être légèrement courbé sans détérioration ; il vieillit bien, sa longévité est améliorée, et il garde ses performances sous toutes les conditions d'intempéries.
  • Dans des essais, le dispositif 100 selon l'invention a montré :
    • une sensibilité de : 0,78 V./Bar,
    • une homogénéité de : ± 6.8 %.

    A titre de comparaison, les normes édictées par le ministère français du transport sont :
    • homogénéité, pour mesure des charges dynamiques : ± 7 %
    • homogénéité, pour comptage des véhicules : ± 20 %
  • En référence avec la FIG.2 qui représente un câble piézoélectrique coaxiale 10, en coupe transversale, ce dernier comporte :
    • une âme métallique 11, habituellement en cuivre, de diamètre d₂ environ 1 mm,
    • une gaine métallique 12, habituellement en cuivre, de diamètre externe d₁ environ 3 mm,
    • une poudre piézoélectrique compactée 13 de remplissage entre l'âme métallique 11 et la gaine métallique 12 par exemple la poudre "PXE5", de fabrication PHILIPS. Un câble piézoélectrique particulièrement approprié à la mise en oeuvre de l'invention est le câble VIBRACOAX, référence "30 P1C" de la Société THERMOCOAX (Suresnes -FRANCE).
  • Comme montré sur la FIG.1B, le câble piézoélectrique coaxial 10 est raccordé, par un connecteur 15, à un câble coaxial de transmission 16. De préférence, on utilisera, en conjonction avec le câble piézoélectrique VIBRACOAX, un câble de référence "RG 58 Cu" de la Société THERMOCOAX. Vu le diamètre du câble coaxial utilisé, le raccordement entre ce câble coaxial 10 et le câble prolongateur de transmission 16 est toujours fragile ; pour pallier cet inconvénient, il suffit d'enrober le connecteur 15 et une petite longueur du prolongateur dans le système constitué du premier et du deuxième profilés 20,30, et de coller au moyen de la colle 40 selon la méthode de l'invention.
  • Le fonctionnement d'un câble piézoélectrique pour la détection de pression est bien connu de l'homme du métier : lorsque le matériau piézoélectrique est soumis à une pression extérieure -ici, dans le câble 10, le matériau piézoélectrique est soumis à une pression radiale- il délivre des charges électriques qui sont collectées par le conducteur central 11, ou âme métallique, du câble 10. La gaine métallique 12 est portée à la masse.
  • Pour obtenir cet effet, la poudre piézoélectrique compactée subit un traitement de polarisation radiale lors de la fabrication du câble, et montre de ce fait une sensibilité de l'ordre de 1 V/Bar.
  • En référence avec la FIG.4, une fois le dispositif 100 selon l'invention achevé, une tranchée 120, ou rainure est pratiquée transversalement à la surface supérieure 111 d'une chaussée 110, dans la région où les mesures sont requises ; lorsque le dispositif 100 selon l'invention a des dimensions externes ℓ₃, ℓ₄ de l'ordre de 20 mm, la tranchée 120 est réalisée de dimensions légèrement supérieures au moyen d'un engin mécanique, approprié à couper les revêtements de chaussées. Puis le dispositif 100 est installé dans cette tranchée 120. Le maintien du dispositif 100 dans la tranchée 120 est simple.
  • On suspend le dispositif 100 à la bonne hauteur par rapport à la surface supérieure de la chaussée et on le colle avec un matériau qui dépend du matériau chaussée. Ce peut être une résine époxy chargée de sable qui convient bien à une chaussée en béton ou du méthylmétacrylate qui convient mieux à l'asphalte. D'autres colles peuvent être utilisées suivant le type d'asphalte ou le type de revêtement spécial.
  • Ainsi disposé, le dispositif 100 est soumis, lors du passage des roues des véhicules circulant sur la chaussée, à des pressions auxquelles il répond par l'émission de signaux électriques.
  • Le dispositif 100 est relié par le moyen du câble de transmission 116 à des appareils de mesure appropriés, et non représentés car ne faisant pas à proprement parler partie de l'invention, qui traitent les signaux électriques émis, et fournissent les données requises relatives aux masses dynamiques, à la détection du passage, et/ou à la vitesse des véhicules, etc....

Claims (9)

  1. Dispositif de détection de données relatives au passage de véhicules sur une chaussée, pour être placé dans une rainure pratiquée dans la partie supérieure de cette chaussée, comprenant un premier profilé 20 muni d'un évidement supérieur (21) en forme de U, et un câble piézoélectrique (10) du type coaxial disposé dans le fond (23) de l'évidement (21) du premier profilé (20),
    caractérisé en ce qu'il comprend un second profilé (30) disposé dans l'évidement (21) du premier profilé (20) au-dessus du câble coaxial (10), ce second profilé (30) ayant une forme et des dimensions telles qu'il emplit et comble le volume restant de l'évidement (21) au-dessus du câble (10), et qu'il réalise la fermeture de cet évidement (21).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau constituant les profilés (20,30) est une fibre de verre imprégnée de résine polymérisée, et en ce que pour former la fermeture de l'évidement (21) dont le fond (23) est muni du câble (10), le second profilé (30) est assujetti au premier profilé (20), au moyen d'une colle (40).
  3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la colle est une résine polymérisable.
  4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le câble piézoélectrique est du type comprenant une âme métallique, un blindage métallique et un matériau céramique piézoélectrique disposé d'une manière dense entre l'âme et le blindage.
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le câble piézoélectrique (10) est raccordé électriquement à un câble coaxial de connexion (16) par un connecteur coaxial (15), câble de connexion destiné à être connecté par son autre extrémité à des appareils d'enregistrement et de traitement des données du câble piézoélectrique, et en ce que le connecteur (15) et l'extrémité du câble de connexion (16) adjacente est enfermée entre les deux profilés (20, 30), ces derniers ayant une longueur, ainsi qu'une longueur d'évidement supérieures à celle du câble piézoélectrique.
  6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que, pour la détection de données relatives au passage de véhicules dans une chaussée, le premier profilé (20), muni du câble coaxial connecté, et muni du second profilé (30) collé (40), est mis en place dans la rainure (120) à la partie supérieure de la chaussée (110), de manière telle que la partie supérieure (22) des branches du U du premier profilé (20), et la partie supérieure du second profilé (30) affleure la surface supérieure (111) de cette chaussée.
  7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la longueur du câble piézoélectrique et des profilés est comprise entre 20 cm et 5 m, et en ce que le diamètre du câble piézoélectrique est de l'ordre de 3 mm, la dimension transversale (ℓ₁) de l'évidement (21) du premier profilé est légèrement supérieure, de quelques dizième de mm au diamètre du câble, et la dimension transversale (ℓ'₁) du second profilé pour assurer la fermeture de l'évidement (21) est de l'ordre du diamètre d₁ du câble piézoélectrique.
  8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la dimension transversale externe (ℓ₄) du premier profilé est 5 à 10 fois celle (ℓ₁) de l'évidement (21), et la hauteur de ce profilé est environ 2 fois à 3 fois celle (ℓ₂) de l'évidement.
  9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la profondeur de l'évidement est de l'ordre de 10 mm.
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