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Schnelle messtechnische Untersuchung von Betonfahrbahnen hinsichtlich physikalischer Schädigungen mittels Impakt-Echo-Scanner

Fast sensor-driven evaluation of concrete pavements concerning defects using an impact-echo scanner

Der Beitrag beschreibt die Entwicklung eines schnellen zerstörungsfreien Prüfgeräts zur Erfassung von physikalischen Schädigungen in Betonbauteilen auf Basis des bekannten Impakt-Echo-Verfahrens, welches unter anderem zur Erfassung von Minderdicken von Tunnelinnenschalen verwendet wird. Motivation dafür ist, dass dieses Verfahren für den messtechnischen Nachweis von Delaminationen und horizontalen Rissen in plattenförmigen Betonstrukturen zwar grundsätzlich gut geeignet ist, die Untersuchung von Bauteilen und Konstruktionen mit großen Abmessungen aber aufgrund der Ankopplungsproblematik zeitaufwendig und damit unattraktiv ist. Andere Verfahren wie RADAR haben den Nachteil, dass sie diese Art der Defekte schlecht oder gar nicht auflösen können oder dass sie viel zu langsam sind. An der Technischen Universität München wurde im Rahmen eines von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) in Bergisch Gladbach geförderten Projekts der Prototyp eines scannenden IE-Prüfgeräts entwickelt, bei dem die Aufzeichnung der Impaktantwort (automatisierte Impaktgeber) kontaktfrei durch ein Sensorarray aus mikroelektro-mechanischen Mikrofonen erfolgt. Das Gerät wurde zunächst für den Einsatz auf Fahrbahndecken aus Beton zur frühzeitigen Detektion von Delaminationen optimiert. Es lässt sich nachweisbar aber auch bei anderen Verkehrsflächen (Roll- und Landebahnen, Brückendecks) und zum Nachweis von speziellen Gefügeschädigungen einsetzen, die unter anderem in Verbindung mit einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion auftreten können. Aktuell beträgt die Messgeschwindigkeit umgebungsabhängig bis zu 5 km/h. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: This paper deals with the development of a fast non-destructive measuring device to assess concrete construction for internal physical defects based on the well-established impact echo (IE) technique. The IE technique was developed in part to determine the thickness of concrete structures, for example tunnel linings or slabs. The motivation for this research was that although the conventional IE is in principle capable of detecting delaminations and horizontal cracks in plate-like concrete structures due to the coupling problem of the sensors, it is time-consuming in particular when applied to large construction areas. Other techniques such as RADAR have the disadvantage that defects of this type (with a very small crack width) are difficult or unable to be detected or that a test is – again – time-consuming. Sponsored by the Bundesanstalt für Straßenwesen (Federal Highway Research Institute of Germany), the Technical University of Munich developed the first prototype of a scanning IE device using a contact-free microphone array based on micro-electro-mechanical systems. The device was primarily designed to detect defects in concrete roadway pavements and in particular delaminations at a very early stage. It was shown that the scanner can also be used to evaluate other types of pavement construction such as runways, taxiways, and bridge decks and can be used to detect deterioration mechanisms from the Alkali-silica reaction. The actual measurement velocity of the scanner is of the order of 5 km/h.

  • Availability:
  • Authors:
    • Groschup, R
    • FREUDENSTEIN, S
    • Große, C U
  • Publication Date: 2020

Language

  • German
  • English

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References;
  • Pagination: pp 239-42
  • Serial:

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01781363
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Sep 7 2021 9:42AM