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Möglichkeiten und Grenzen des Georadarverfahrens
BASt-Bericht S 181
Manuel Hülsbömer, Hans-Hermann Weßelborg, Forschungsgruppe Verkehrswesen, Fachbereich Bauingenieurwesen, Fachhochschule Münster
Daniel Gogolin, Sarah Mörchen, Ingenieurgesellschaft PTM Dortmund mbH
146 Seiten
Erscheinungsjahr: 2023
Projektnummer: 04.0284
Preis: 0,00 €
Dieser Bericht steht ausschließlich kostenfrei im elektronischen BASt-Archiv ELBA zur Verfügung.
Möglichkeiten und Grenzen des Georadarverfahrens
Das Georadarmessverfahren gehört zu den zerstörungsfreien Prüfverfahren und ist im Bereich des Straßenwesens zur Detektion von Substanzschädigungen und Substanzmerkmalen sowie des eigentlichen Konstruktionsaufbaus einer Straßenbefestigung nutzbar. Der wesentliche Vorteil des Verfahrens liegt in der quasi-kontinuierlichen Gewinnung von Messdaten in Längsrichtung oder in der Fläche. Im Zuge einer straßenbautechnischen Interpretation kann dadurch anstelle punktueller Daten (zum Beispiel durch Bohrkerne) auf lückenlose Messprofile zurückgegriffen werden.
Die Zielsetzung des Projektes war es, anhand von objekt- und netzbezogener Untersuchungen Aussagen über die potenzielle Genauigkeit in der Wiedergabe von Schichtgrenzen sowie über die Erkennung von Substanzschädigungen und Substanzmerkmalen zu treffen. Die Objektebene wurde dabei durch eine idealisierte Versuchsstrecke abgebildet. Die netzbezogenen Untersuchungen wurden auf insgesamt fünf Bundesautobahnen und fünf Bundesstraßen durchgeführt.
Hierbei konnte festgestellt werden, dass in Bezug auf die Detektion von Schichtgrenzen eine verfahrenstechnische Ungenauigkeit von circa 2,5 Zentimetern erwartbar ist. Dabei stellten sich Scanraten von mindestens 10 Scans pro Meter als zweckmäßig heraus. Sofern auch die Untersuchung von Substanzschädigungen und Substanzmerkmalen von Bedeutung sind, zeigten die Untersuchungen, dass engere Messpunktabstände von höchstens 5,0 Zentimeter (ungefähr gleich 20 Scans pro Meter) und die Verwendung einer Messfrequenz von 2.000 Megahertz zielführend sind, um eine ausreichende Auflösung und Datendichte zu gewährleisten.
Zudem wurde die Möglichkeit der Kombination des Georadarmessverfahrens mit der messtechnischen Zustandserfassung und -bewertung (ZEB) untersucht und eine potenzielle Vorgehensweise hierfür entwickelt. Diese beinhaltete auch eine Definition von homogenen Abschnitten auf Untersuchungsstrecken mittels mehrerer Homogenitätskriterien.
Ebenfalls wurden Ansätze für automatisierte Auswertungen von Georadar-Daten aufgezeigt.
Possibilities and limits of the Ground Penetrating Radar
The Ground Penetrating Radar (GPR) is a non-destructive test method and can be used for the detection of structural damages and substance characteristics as well as the general construction of roads. The main advantage of the method is the quasi-continuous measurement of data in longitudinal direction or in the area. For the road construction interpretation this can be used to generate measurement profiles instead of local data (for example by drill cores).
The objective of the project was to make statements on the potential accuracy in the interpretation of layer boundaries as well as on the detection of structural damages and substance characteristics based on object- and net-related investigations. The object plane was presented by an idealised test track. The net-related investigations were carried out on a total of five federal motorways and five federal highways.
It could be determined that with regard to the interpretation of layer boundaries, a procedural accuracy of approximately 2.5 centimeters is to be expected. Scan rates of at least 10 scans per meter were found to be expedient. Insofar as the investigation of structural damages and substance characteristics is also important, the investigations showed that closer measuring point distances of at least 5.centimeters (about 20 scans per meter) and the use of a frequency of 2,000 megahertz are expedient in order to ensure sufficient resolution and data density.
In addition, the possibility of combining the GPR with the road condition survey and assessment was investigated and a potential procedure was developed. In addition a definition of homogeneous sections on test tracks using several homogeneity criteria was worked out.
Also approaches for automated evaluations of GPR data were presented.