Nondestructive Bridge Deck Testing with Air-Coupled Impact-Echo and Infrared Thermography

Abstract

Two different nondestructive test (NDT) methods, air-coupled impact-echo (IE) and infrared (IR) thermography are evaluated on a full-scale simulated reinforced concrete bridge deck containing simulated delamination and cracking defects. The IE data are presented as twodimensional frequency maps and spectral B-scan lines. The IR data are presented as temperature maps on the concrete surface. The lateral boundaries of the detected delaminations are also indicated in the images. The results obtained from each of the individual NDT methods show reasonably good agreement with most of the actual defects. The advantages and limitations of each method to characterize defects are discussed. The consistency and sensitivity of each method are also investigated. Finally, a simple data fusion technique is proposed to improve effectiveness of the individual test data. The findings from this study demonstrate that the combination of air-coupled IE and IR thermography tests is a practical option for consistent and rapid in situ evaluation of reinforced concrete bridge decks.

Condition Assessment of Reinforced Concrete Bridges: Current Practice and Research Challenges

“…The presence of vertical cracks leads to a reduced modulus of elasticity of concrete, which can be captured using the ultrasonic surface wave method [67]. Delamination can be detected using impact echo [68,69], pulse echo [70]; and infrared thermography tests [71,72]. Table 3 The use of simple NDE tools such as chain drag and hammer sounding is the predominant practice of condition assessment of concrete bridge decks.…”

A termografia infravermelha como um ensaio não destrutivo para a inspeção de pontes de concreto armado: Revisão do estado da arte

“…A aplicação da termografia infravermelha pode ser dividida em duas categorias: ativa e passiva, dependendo dos recursos empregados de calor (Kee et al, 2012;Rehman et al, 2016). A termografia passiva não requer fontes de estimulação externa (Oh et al, 2013), usa a energia solar e a temperatura ambiente como principais recursos de aquecimento, e é a técnica utilizada para inspeção de pontes (Kee et al, 2012;Vaghefi et al, 2012;Alfredo-Cruz et al, 2015), bem como para outras estruturas e outros campos (Buyukozturk, 1998;Lahiri et al, 2012;Barreira;Almeida;Delgado, 2016;Fox;Goodhew;Wilde, 2016;O'Grady;Lechowska;Harte, 2016).…”

“…A termografia passiva não requer fontes de estimulação externa (Oh et al, 2013), usa a energia solar e a temperatura ambiente como principais recursos de aquecimento, e é a técnica utilizada para inspeção de pontes (Kee et al, 2012;Vaghefi et al, 2012;Alfredo-Cruz et al, 2015), bem como para outras estruturas e outros campos (Buyukozturk, 1998;Lahiri et al, 2012;Barreira;Almeida;Delgado, 2016;Fox;Goodhew;Wilde, 2016;O'Grady;Lechowska;Harte, 2016). Em contraste, a termografia ativa requer fontes externas de estimulação de calor (Kee et al, 2012;Rehman et al, 2016), pode até ser sub-dividida de acordo com a natureza da estimulação como: Pulsed, Lock-in, Pulsed-Phase, entre outros (Maldague, 2001). A aplicação das técnicas de termografia ativa estão relacionadas com a detecção de defeitos em metais, monitoramento de processos industriais, entre outros (Meola et al, 2002;Montanini, 2010;Yuanlin et al, 2015;Zhao et al, 2017).…”

“…De acordo com a literatura, não foram claramente estabelecidos limites de detecção de destacamentos em relação à profundidade e à qualidade do concreto, relação a/c e resistência à compressão. Yehia et al (2007) encontrou vazios e defeitos a uma profundidade de 4 cm em um concreto de resistência à compressão de 28 MPa, enquanto Kee et al (2012) encontraram destacamentos a 5 cm em um concreto da mesma resistência. Maierhofer et al (2006) encontraram vazios a uma profundidade de 6 cm em um concreto de 48 MPa, utilizando termografia infravermelha ativa.…”

Rapid multichannel impact-echo scanning of concrete bridge decks from a continuously moving platform

“…Originally developed at the National Institute of Standards and Technology in the 1980s [12], the impact-echo technique is traditionally employed by striking the surface and listening to the response using piezoelectric surface sensors [13]. More recently, air-coupled impact-echo testing has received attention because the absence of surface sensors can potentially increase the speed of data collection [14][15][16][17][18][19]. Use of parabolic reflectors further enhances the air-coupled technique by gathering more of the emitted acoustic signal [20].…”