米インディアナ州交通局(INDOT)は最近、パデュー大學(xué)のエンジニアチームに依頼し、センサをインディアナ州の高速道路に組み込み、いつコンクリート舗裝が重トラック交通を擔(dān)う準(zhǔn)備ができているかをより正確に決定するため、建設(shè)プロジェクトがいつ道路を再開するかについて新たな提案を行う。


知るところによると、コンクリートが重トラック交通を擔(dān)う準(zhǔn)備が整う前に、一つの建築プロジェクトが終了し、路面があまりにも早く失効したため、年間を通じてより頻繁に補(bǔ)修を行う必要がある。コンクリートが高速道路で成熟するまでにどれくらいの時(shí)間が必要かを正確に知るために、パデュー大學(xué)土木工學(xué)部準(zhǔn)教授のLuna Lu氏らのチームは、水化、剛性、耐圧強(qiáng)度、コンクリートの他の性質(zhì)を測(cè)定することによって、コンクリート強(qiáng)度の変化をリアルタイムで追跡・監(jiān)視することを目的としたセンサによってデータを収集している。

荷重と路面のねじれと反りのため、コンクリート舗裝の補(bǔ)修は一定の強(qiáng)度レベルに達(dá)しなければトラック交通に適応できない。これらのセンサによって、請(qǐng)負(fù)業(yè)者は、コンクリートが重量トラックの荷重およびロールおよび反りの圧力を収容するのに十分なほど成熟した時(shí)期を正確に知ることになる。

設(shè)置時(shí)には、センサーパッチがコンクリート表面に埋め込まれ、電線が補(bǔ)パッチを測(cè)定システムに接続する。いわゆる圧電効果を利用して電気エネルギーを機(jī)械エネルギーに変換し、センサを刺激してコンクリートを振動(dòng)させて剛性を検出する。そして機(jī)械的エネルギーは電気エネルギーに変換されますこのセンサは電気的データを読み取って電流の流れに対するコンクリートの反作用を測(cè)定することで,多くのコンクリートの性能を一度に正確に測(cè)定できるようにした。


チームによると,1つのセンサではコンクリート面積は11インチまでしか測(cè)定できないが,コンクリート部分に多數(shù)のセンサを埋め込むにはコストが低いという。また、センサーには腐食防止保護(hù)機(jī)能が備わっており、建築設(shè)備に潰されにくく、コンクリートを敷いてから何年も絶え間なくデータを収集することができる。これに比べて従來の実験室での試験方法では、28日間のデータ収集では、コンクリートの強(qiáng)度などのデータを長(zhǎng)時(shí)間把握することはできません。

これに対して、米國(guó)コンクリート舗裝協(xié)會(huì)のコンクリート舗裝と材料科學(xué)の専門家は、この研究の影響は革命的である可能性があると評(píng)価している。それは、従來の機(jī)械テストや現(xiàn)場(chǎng)の高価で重いテストの設(shè)置を必要としないためであり、それぞれの混合設(shè)計(jì)を較正する必要もない。センサは、より長(zhǎng)い時(shí)間にわたって、コンクリートの強(qiáng)度変化の傾向を追跡・監(jiān)視することができ、エンジニアが彼らが高すぎ、低すぎの道路を設(shè)計(jì)したかどうかを知り、いつコンクリートを交換するかをよりよく決定するのに役立つだろう。

現(xiàn)在、研究者とINDOTのエンジニアはセンサをインディアナ州の3つの高速道路に埋め込んでいる。また、同チームは米連邦道路局と協(xié)力して、他の州でこの技術(shù)を?qū)g施するための基金を集めた研究を全國(guó)規(guī)模で行っている?，F(xiàn)在、カリフォルニア、テキサス、カンザス、ミズーリ州がこの研究に參加する予定である。