Grondradar - Beheer en onderhoud

De grondradar (Figuur 10-3) wordt over het asfalt bewogen waarbij over een zekere lengte continu wordt gemeten. Met behulp van een referentiedikte als ijkpunt kan uit de metingen de laagdikte van de bekleding in de gemeten raai worden bepaald. De methode is ontwikkeld voor bodemanalyse, maar is in de wegenbouw in opkomst om de laagdikte te meten [54].

Figuur 10-4: Meting van de laagdikte met behulp van radarmeting

Het principe van de grondradar is als volgt: door een zendantenne wordt een hoogfrequente radiogolf (900 tot 1500 MHz) vanaf het maaiveld uitgezonden. De golf plant zich voort in de ondergrond en bij een discontinuïteit (bijvoorbeeld het grensvlak tussen bekleding en ondergrond) wordt een deel van het signaal gereflecteerd richting maaiveld. De tijd die verstrijkt tussen het uitzenden en ontvangen van de gereflecteerde radargolf wordt geregistreerd door de ontvangstantenne. Met behulp van referentieboorkernen kan hieruit de laagdikte van de bekleding worden afgeleid. In een onderzoeksproject was de geconstateerde maximale onnauwkeurigheid van de radar 20 mm [74]. Grotere nauwkeurigheden zijn haalbaar. Het streven naar nauwkeurigheden kleiner dan 10 mm wordt niet zinvol geacht. In Figuur 10-4 het resultaat van een meting van de laagdikte met behulp van grondradar te zien.

Katern III: Uitvoering, Inspectie, Beheer en Onderhoud

Inzet van grondradar voor het lokaliseren van door vocht aangetast asfalt Aantasting door vocht is een belangrijke bron van schade voor bekledingen van waterbouwasfaltbeton en open steenasfalt. Indien uit de visuele inspectie van de asfaltdijkbekleding blijkt dat aantasting door vocht een rol speelt, is het raadzaam niet- destructieve meettechnieken in te zetten als aanvulling op de visuele inspectie. Aantasting door vocht is voor waterbouwasfaltbeton te herkennen aan de schadebeelden opbollingen, loslaten van oppervlakbehandeling en diverse type van begroeiing. Niet zichtbare schade onder de oppervlakbehandeling kan met niet-destructieve meettechnieken zichtbaar worden gemaakt. Hieruit kan dan duidelijk worden of de bekleding al dan niet over grote oppervlakken is aangetast.

Uit diverse verkennende studies is gebleken dat grondradar hiervoor in geval van waterbouwasfaltbeton de beste meettechniek is ([81] en [72]). Radarwaarnemingen op open steenasfalt waren minder succesvol. Er zijn diverse in grondradar gespecialiseerde bedrijven. Detectie van door vocht aangetast asfalt vereist echter wel specifieke kennis.

Er zijn de laatste jaren diverse meetsessies geweest op een Friese Waddenzeedijk, de Hellegatsdam en de Eemshavendijk. Op deze laatste dijk is een meetvak van 500 meter geanalyseerd, waarbij de wisselende kwaliteit van het asfalt onder de oppervlakbehandeling goed zichtbaar is gemaakt. Met boorkernen is aangetoond dat het inderdaad aangetast asfalt betrof. Dit werd visueel vaak niet herkend.

Laagdiktebepalingen worden bij veiligheidsbeoordelingen gedaan aan de hand van metingen met radar. Voor waterbouwasfaltbeton is onderzocht hoe uit radarwaarnemingen meer informatie over de samenstelling en conditie van het materiaal kan worden verkregen.

De voor radar relevante materiaaleigenschappen zijn de diëlektrische constante (permittiviteit) en de elektrische geleidbaarheid. Deze grootheden tonen variaties die veroorzaakt worden door het type aggregaat, het type bitumen, de aanwezigheid van geleidbare mineralen, de aanwezigheid van poriën en scheuren, en ook het effect van (zout) water en de opeenhoping van materialen in de poriën en scheuren.

Verschillende radarsystemen zijn getest, waarvan het systeem met een 1 (GHz) hoorn antenne de best bruikbare is. Deze geeft een optimum ten aanzien van het waarnemen van ondiepe aantasting (bovenste 3 centimeter) en de laagdikte (10 – 30 centimeter). Ook informatie over holle ruimten van enige omvang onder het asfalt is hieruit te verkrijgen (detecteerbaar is een grootte rond de 10-20 centimeter).

Uit metingen uitgevoerd door een gespecialiseerd bedrijf met een 1 GHz hoorn antenne, kon uit de reflecties vanaf het oppervlak van het waterbouwasfaltbeton, de diëlektrische constante wordt bepaald voor de bovenste 3 centimeter, in een raster over het betreffende meetvak. Uit deze grootheid kan worden afgeleid waar het asfalt onder de oppervlakbehandeling is aangetast. Scheuren zijn niet goed zichtbaar te maken met deze antenne.

Het resultaat van een radarmeting op een 60 meter lang deel van de Eemshavendijk is gegeven in Figuur 10-5.

Figuur 10-5: De diëlektrische constante van de bovenste 3 centimeter van de bekleding uit radarmetingen op de Eemshavendijk. Hoge waarden duiden op door vocht aangetast asfalt