Comparison of the field measurements of asphalt concrete densities obtained by ground-penetrating radar, pavement quality indicator and the borehole coring methods

Abstract

Density is an important parameter of asphalt mixtures used to control the quality of pavement construction. Enough air voids of asphalt mixture prevent bleeding and/or infiltration of air or water into the mixture. Hence, accurate measurement of density is essential for quality control, quality assurance and prediction of pavement performance. Coring and measuring density in the lab is the most prevalent method but it is a destructive method. To decrease the damages of using destructive methods, non-destructive methods such as nuclear and non-nuclear gages, pavement quality indicator (PQI) and ground-penetrating radar (GPR) were suggested. In this research study, the accuracy of the PQI and the GPR methods in measuring density of mixtures were evaluated and compared. To evaluate the accuracy of each method field measurement results were compared with coring results. Then, an economic comparison was performed by considering effective parameters of using each method. Findings indicated that the GPR method provides more accurate results than the PQI, but the PQI is the more economical device based on the analysis of effective parameters.

Asphalt Layer Density and Air Voids Content: GPR and Laboratory Testing Data Reliance

“…GPR is a geophysical technique that uses radio waves to probe the subsurface of lossy dielectric materials (Buynevich, Jol, & FitzGerald, 2009). This technology uses high and ultra-high frequency (10 MHz to 2.5 GHz) electromagnetic waves by transmitting and recording their reflection from different surfaces and deeper layers of the pavement.…”

Research on road engineering detection method based on GPR technology

“…It can also be used for the measurement and calculation of dielectric constant. This parameter is closely related to the construction quality indexes such as density and void ratio [3]. Through the introduction of 3D GPR system, this paper expounds the method of realizing high-quality radar data [4], so as to calculate the dielectric constant and provide a solid foundation for density prediction.…”

Asfalto sluoksnių sutankinimo laipsnio nustatymas neardomuoju georadaro metodu kelių tiesybos darbų kokybės kontrolei gerinti

“…Šie du modeliai ankščiau sėkmingai naudoti kitose srityse, o jų formulių kintamieji yra lengvai nustatomi. Rayleigh modelis nepasirinktas, nes jis buvo sukurtas poringiesiems mišiniams, todėl dažniausiai naudojamiems asfalto mišiniams nelabai tinka (Ameri et al, 2014). Atlikus teorinius ir eksperimentinius tyrimus laboratorijoje ir tikslingai tyrimui įrengtame bandomajame ruože, nustatyta, kad, pritaikius CRIM ir Bottcher modelius, standartiniais metodais nustatytas asfalto dangos kernų tariamasis tankis gerai koreliuoja su 2 GHz dažnio GPR antena išmatuotais ir pagal (1.4) bei (1.6) formules nustatytais tankio rezultatais.…”

“…Atlikus papildomus tyrimus, pasiūlyta modifikuoti ir CRIM modelį, kuris sudaro prielaidą, kad asfalto mišinio užpildo ir bituminio rišiklio santykinės dielektrinės skvarbos vertės nekinta, o tariamajam asfalto dangos sluoksnio tankiui įtakos turi keturi rodikliai: asfalto santykinė dielektrinė skvarba, bituminio rišiklio kiekis, didžiausias mišinio tankis ir vidutinis užpildo tankis. Tariamasis asfalto dangos sluoksnio tankis apskaičiuojamas taikant (1.8) formulę (Ameri et al, 2014): (1.8) čia 𝐺 𝑚𝑏tariamasis asfalto dangos sluoksnio tankis, kg/m 3 ; 𝐺 𝑚𝑚didžiausiasis asfalto mišinio tankis, kg/m 3 ; 𝑃 𝑏 -bituminio rišiklio kiekis %; 𝜀 𝐻𝑀𝐴asfalto dangos sluoksnio santykinė dielektrinė skvarba.…”

“…Nemažai tyrimų atlikta netaikant jokio modelio, tiesiog lyginant asfalto dangos kernų tariamąjį tankį arba oro tuštymių kiekį su dangos santykinės dielektrinės skvarbos verte. Daugelis tyrimų atskleidė, kad šių dydžių koreliacija yra stipri, o determinacijos koeficientas R 2 svyruoja nuo 0,75 iki 0,98 (Sebesta et al, 2006(Sebesta et al, , 2013Popik et al, 2010;Ameri et al, 2014).…”