Forsterkningsbehov ved bruk av fallodd og georadar

Vedlikeholds- og utbedringsetterslepet på norske veger er stort, og store investeringer er nødvendig for å unngå videre forfall. For å øke nytteverdien av fremtidige forsterkningsprosjekter, er det nødvendig med gode metoder for best mulig tilpasning av tiltak for de aktuelle skademekanismene. Dette vil implisitt medføre en effektiv ressursbruk. Kjennskap til de faktiske fysiske forholdene i den aktuelle vegkonstruksjonen vil forenkle tiltakstilpasning. Håndbøkene tilrettelegger for å basere dimensjoneringen på den empiriske indeksmetoden. I praksis er imidlertid visuelle undersøkelser, tidligere tiltak og ingeniørmessig skjønn mer brukt. En kvantifisert modell av vegkonstruksjonens strukturelle tilstand etableres sjeldent i Norge. Denne masteroppgaven undersøker hvordan fallodd- og georadarmålinger kan brukes for en slik modell, og som grunnlag for dimensjonering. Oppgaven tar utgangspunkt i problemstillingen: Hvordan kan FWD kombinert med GPR bidra til en bedre tilpasset ressursbruk i forsterkningsprosjekter? Dette er besvart via et teoretisk litteraturstudium og gjennom praktiske casestudier. De fleste empiriske metoder, deriblant indeksmetoden, bygger på AASHTOs "Guide for Design of Pavement Structures" fra 1993. Denne har blitt kritisert for å være upresis, da den i liten grad baseres på grunnleggende fysisk teori. Dette gjør den mindre intuitiv, og vanskeligere å tilpasse virkeligheten. Mekanistisk-empiriske (ME) metoder; metoder der grunnleggende fysiske størrelser brukes empirisk, omtales mer positivt. Vegkonstruksjonens lagvise stivheter (E-moduler) står sentralt ME-metodikk. Etterberegninger fra nedbøyningsmålinger har vist godt samsvar med laboratorieundersøkelser, gitt kjennskap til lagtykkelser. Dette gjør kombinasjonen med GPR gunstig. Det er imidlertid demonstrert begrensninger i det teoretiske rammeverket i vanlige etterberegningsprogrammer, ettersom de færreste tar hensyn til viskoelastiske materialresponser og dynamiske belastninger. I praksis kan stivheter brukes til å beregne nødvendig reasfalteringstykkelse, basert på et mer empirisk grunnlag. Litteraturen tilknyttet dette er mindre omfattende. Alle casestudiene baseres reelle prosjekter, der FWD- og/eller GPR-målinger var utført. To av prosjektene var mindre, kommunale veger. Den tredje en europaveg. Dette betød mindre kontrollerte rammer rundt vegkonstruksjonene og målingene, sammenlignet med forskningslitteraturen. Eksempelvis hadde et av prosjektene en varierende og stor grad av krakelering og deformasjoner, og i et annet var FWD-målingene utført ved lavere temperaturer enn anbefalt. Kjennskap til materialegenskaper under dekket var også begrenset. Dermed ble det mer krevende å oppnå pålitelige resultater. Et interessant funn var at bruken av GPR hadde en mye mindre påvirkning på forskjeller i stivheter, og dermed forsterkningsbehov, enn antydet i forskningslitteraturen. Et annet var at indeksmetoden tendenserer mot en stor grad av overdimensjonering, sammenlignet med ME-metoder. Den mest sentrale konklusjonen var at bruk av etterberegnede stivheter fra FWD-målinger kan bidra til å redusere nødvendig omfang av andre undersøkelser. Samtidig kan det bidra til en god tiltakstilpasning, både gjennom bedre definerte fysiske forhold, samt bedre differensiering langs en strekning. Til tross for mindre forskjeller ved bruk av GPR-målinger enn hva som er antydet i litteraturen, gir GPR fordelen av å gi et mer kontinuerlig innblikk i vegkonstruksjonen enn eksempelvis oppgravingsprøver. Det er derfor muligheter for både tid- og kostnadsbesparelser, sammenlignet med mer brukte metoder i Norge