Comparative investigation of Falling Weight Deflectometer (FWD) and Traffic Speed Deflectometer (TSD) systems within the context of structural evaluation of flexible pavements [article]

Marios Vazelakis, National Technological University Of Athens
2020
Επιβλέπουσα: Χριστίνα Πλατή, Αναπληρώτρια καθηγήτρια Νοέμβριος 2020 i ii ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Με την ολοκλήρωση της διπλωματικής μου εργασίας θα ήθελα πρωτίστως να ευχαριστήσω θερμά την κα. Χριστίνα Πλατή, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια της Σχολής Πολιτικών Μηχανικών Ε.Μ.Π., για την ανάθεση του θέματος της παρούσας εργασίας και ειδικότερα για την συνολική καθοδήγηση, την αμέριστη βοήθεια με συμβουλές, κατευθυντήριες γραμμές και σημαντικές υποδείξεις καθ' όλη τη διάρκεια εκπόνησής της. Θα ήθελα επίσης να
more » ... τήσω την κα. Claudia Podolski, Διδάκτορα του Τομέα Σχεδιασμού και Κατασκευής Οδοστρωμάτων του Ερευνητικού Ινστιτούτου BASt της Γερμανίας, για την ειλικρινή βοήθειά της να βρω στοιχεία πεδίου και πληροφορίες απαραίτητες για την διπλωματική μου καθώς και την κα Δρ. Καλλιόπη Αναστασιάδου η οποία ενεργώντας ως συνδετικός κρίκος με έφερε σε επαφή και προώθησε το αίτημα μου στο συγκεκριμένο τμήμα. Τέλος, ευχαριστώ την οικογένεια μου για τη συνολική της υποστήριξη σε όλη τη διάρκεια των σπουδών μου καθώς και τους φίλους μου. iii ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στο πλαίσιο διαχείρισης της συντήρησης ενός οδοστρώματος κρίνεται απαραίτητη η εκτίμησης της φέρουσας ικανότητάς του μέσω της αξιολόγησης της δομικής κατάστασής του. Για το σκοπό αυτό έχουν αναπτυχθεί τα συστήματα μη καταστρεπτικών δοκιμών (Non Destructive Testing: NDT) εκ των οποίων το επικρατέστερο εδώ και αρκετές δεκαετίες, είναι το Παραμορφωσίμετρο Πίπτοντος Βάρους (Falling Weight Deflectometer: FWD) για την στατική καταγραφή των ελαστικών υποχωρήσεων του οδοστρώματος υπό την επιβολή παλμικού φορτίου. Ωστόσο, τα τελευταία 10 χρόνια έχει αναπτυχθεί το Παραμορφωσίμετρο Ταχείας Κυκλοφορίας (Traffic Speed Deflectometer: TSD), το οποίο δίνει τη δυνατότητα συνεχών μετρήσεων των ελαστικών υποχωρήσεων σε συνήθη ταχύτητα κυκλοφορίας. Δεδομένων τούτων, στόχο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η συγκριτική διερεύνηση των δύο συστημάτων (FWD και TSD) στο πλαίσιο της δομικής αξιολόγησης εύκαμπτων οδοστρωμάτων. Η σύγκριση αυτή, πέραν των τεχνικών προδιαγραφών και των δυνατοτήτων των υπόψη συστημάτων, περιλαμβάνει την αξιολόγηση υφιστάμενων μεθόδων συσχέτισης των κεντρικών ελαστικών υποχωρήσεων καταγραφής, καθώς και τη διαμόρφωση πίνακα κατάταξης της δομικής κατάστασης ενός οδοστρώματος, αξιοποιώντας διαθέσιμα στοιχεία ελαστικών υποχωρήσεων μετρημένων με το σύστημα TSD. Τα αποτελέσματα των σχετικών αναλύσεων οδήγησαν στη διαμόρφωση συστάσεων όσον αφορά στη μετάβαση από το σύστημα FWD στο σύστημα TSD. Λέξεις κλειδιά: οδόστρωμα, φέρουσα ικανότητα, δομική κατάσταση, δείκτες, FWD, TSD, ταχύτητα παραμορφώσεων, αισθητήρες τεχνολογίας Doppler, ελαστικές υποχωρήσεις, μέθοδοι συσχέτισης iv ABSTRACT Within the framework of pavement maintenance management, the estimation of the bearing capacity of the pavement through the assessment of its structural condition is considered absolutely essential. To this end, Non-Destructive Testing Systems (NDT) have been developed, among which the most prevailing over several decades is the Falling Weight Deflectometer (FWD), a static device used for measuring pavement deflections under impulse loading. However, in the past decade another system known as Traffic Speed Deflectometer (TSD), which has the ability to carry out continuous measurements at normal traffic speed, has been developed. Therefore, the main objective of the present diploma thesis is the comparative investigation of FWD and TSD systems within the context of structural evaluation of flexible pavements. This comparison, apart from the technical specifications and capabilities of the widely-known systems, includes the evaluation of the existing correlation methods of the central measured deflections as well as the drawing of a pavement structural condition classification table by making good use of the available data derived from the TSD system. The results of the related analysis have led to recommendations regarding the transition from FWD to TSD systems.
doi:10.26240/heal.ntua.20181 fatcat:73eqbclxxvgg7f2nwxycdl2q2q