Non-destructive ultrasonic tomography for concrete pavement evaluation: signal processing and image analysis of crucial parameters

Abstract

Abstract In recent years, due to the destructive and unproductive character of pavement specimen extraction, pavement maintenance technology intensified the use of non-destructive techniques for pavement evaluation which resulted in the development of several devices and evaluation methods. This paper describes the use of technology based on low frequency ultrasonic tomography for evaluation of concrete pavement parameters. The equipment was applied in three experimental sections with different concrete pavements built at the University of Sao Paulo campus. The ultrasonic signal processing is given. The results analysis enables the efficient and reliable identification of thickness and reinforcement position within the concrete slab. Construction problems were evidenced in one of experimental sections with thickness deficiencies and reinforcement in a position below projected. Furthermore, the use of a novel concrete quality indicator was correlated with the presence of transverse cracks and alkali-silica reaction within the sections.Resumo Recentemente, devido ao caráter destrutivo e pouco produtivo de extrações de material de pavimentos em operação, a tecnologia de manutenção de pavimentos intensificou a utilização de técnicas não destrutivas para avaliação de pavimentos o que resultou no desenvolvimento de vários equipamentos e métodos de avaliação. Este artigo descreve a aplicação de tecnologia baseada em tomografia ultrassônica de baixa frequência para avaliação de parâmetros em pavimentos de concreto. O equipamento foi aplicado em três seções experimentais com diferentes tipos de pavimentos de concreto construídas no campus da Universidade de São Paulo. O processamento de sinal é apresentado. A análise de resultados permite a identificação eficaz e confiável da espessura da placa de concreto e da posição da armadura. Problemas construtivos foram evidenciados em uma das seções experimentais apresentando deficiências de espessura de placa e armadura posicionada abaixo da cota de projeto. Ademais, a utilização de um novo indicador de qualidade do concreto foi correlacionada com a presença de fissuras transversais e reação álcali-agregado nas seções estudadas.