The use of ground penetrating radar in the determination of the structure of flexible pavements

Este trabalho tem o propósito de analisar o desempenho do RADAR de penetração no solo como ferramenta na determinação das espessuras das camadas do pavimento rodoviário flexível de maneira automática e a densidade da camada de revestimento apoiado em testes integrados de GPR e dados geotécnicos. O primeiro experimento foi realizado na rodovia Presidente Dutra (BR116), município de Piraí - RJ, em quanto os dados para o segundo experimento foram obtidos na rodovia BR040, município de Sete Lagoas - MG. Para atingir os objetivos do trabalho foram elaboradas duas metodologias: a primeira delas, direcionada à identificação das espessuras das camadas de pavimentos flexíveis de modo automatizado; a segunda, voltada para a determinação da densidade da camada de revestimento asfáltico. A primeira metodologia apresentou, de uma maneira geral, resultados promissores, uma vez que foram bons os resultados de classificação para as classes 1 (off-set) e 3 (macadame), no entanto, houve confusão entre os “blocos” classificados para as classes 2 (revestimento) e 4 (subleito). Uma possível alternativa para a melhoria dos resultados seria mudar o extrator de textura utilizado (transformada wavelet), valeria apena testar outros extratores da família wavelet; outra opção seria utilizar outro tipo de interpolador, usando um que pegue mais as tendências dos coeficientes ao se gerar a superfície; também seria interessante aumentar o número de amostras de treinamento e teste, ou até mesmo, utilizar outro tipo de classificador, como por exemplo, Redes Neurais Artificiais. Todavia, esse é um campo que vale ser pesquisado mais profundamente, uma vez que os resultados alcançados se mostraram esperançosos. A segunda metodologia, referente à correlação da densidade da camada de revestimento através do valor dielétrico, medido por meio de uma antena de contato no solo, de 1,6 GHz, utilizando a técnica da reflexão, apresentou valores satisfatórios apesar dos poucos pontos amostrados, mostrando ser uma boa escolha para se determinar a densidade da camada de revestimento de maneira indireta e para trabalhos futuros na área.This paper aims to analyze the Ground Penetrating RADAR as tool in the determination of the thickness of the layers of the flexible road pavement of automatic way and the density of the asphalt layer supported by integrated testing of GPR and geotechnical data. The first experiment was conducted at the Presidente Dutra highway (BR116), Pirai - RJ, while the data for the second experiment were obtained from the BR040 highway, Sete Lagoas - MG. In order to achieve the objectives of this study, two methodologies were developed: the first one, directed to the identification of the thicknesses of the layers of flexible pavements of automated way; the second one, focused on determining the density of the layer of asphalt surfaces. The first methodology showed promising results, once it presented good classification results for the classes 1 (off-set) and 3 (macadam), however, was confusion between the "blocks" classified for the classes 2 (asphalt) and 4 (subgrade). A possible alternative, for improvement, would be: to use other texture extractor of the wavelet transform family; to use another type of interpolation, using a that better represents the trends of the coefficients to be generated the surface; to increase the number of training and testing samples, or even to use another type of classifier, such as Artificial Neural Networks. However, this is a field that is worth being investigated more deeply, since the results proved to be significant. The second methodology, regarding the correlation of the density of the asphalt layer through the dielectric value, measured by means an ground coupled antenna, of 1,6GHz, using the technique of the reflection, it presented satisfactory values in spite of the few sampling points, showing to be a good alternative to determine indirectly the density of the asphalt layer and for future works in the area