Early detection of joint distress in portland cement concrete pavements.

Details

• Creators:
  Harris, Dwayne ; Farnam, Yaghoob ; Spragg, Robert ; Imbrock, Paul ; Weiss, W. Jason 
• Corporate Creators:
  Purdue University. Joint Transportation Research Program
• Corporate Contributors:
  United States. Federal Highway Administration ; Indiana. Dept. of Transportation
• Subject/TRT Terms:
  • Portland cement concrete
  • Pavement joints
  • Pavement distress
  • Ground penetrating radar
  • Electrical resistivity
  • Freeze thaw durability
  • Deterioration
  • Moisture content
• Publication/ Report Number:
  FHWA/IN/JTRP-2015/09 
• Resource Type:
  Tech Report
• Geographical Coverage:
  Indiana
• Corporate Publisher:
  Purdue University. Joint Transportation Research Program
• Abstract:
  INDOT (as well  as several surrounding states)  have  observed that  certain  concrete  pavements may show  a susceptibility to  joint  ; deterioration. Unfortunately, by the time that this joint deterioration is observed it is often too late and costly partial depth repairs are  ; needed. The deterioration is generally occurring in the joint behind the backer rod and joint sealant; as such, it is difficult to detect even  ; if one is standing directly above the joint. This project investigated the use of electrical resistivity and ground penetrating radar as two  ; techniques to detect premature joint deterioration.  The thought process was that if the joint deterioration is determined at an early stage,  ; low cost corrective actions can be taken to extend the life of the concrete. The electrical response was measured for mortars subjected to  ; a temperature cycle from 23 °C to ‐35 °C, with varying degrees of saturation, and varying salt concentrations. The resistivity increased as  ; the degree of saturation was reduced due to the reduction in the volume of the conductive medium and increase in tortuosity. Changes  ; in resistivity were detected when cracking occurred in the sample. The magnitude of these changes was similar to that detected using  ; changes in the ultrasonic wave speed.  Ground penetrating radar (GPR) was used effectively to detect fluid accumulation in the saw‐cut  ; joint behind the joint sealant. The typical GPR waveforms are however difficult and time consuming to interpret. A signal processing  ; approach called, referred to as the CID, was used to obtain a single number that reflects the potential for fluid in the joint. Scalar waveform  ; features and the computed CID can be used to estimate which joints may contain fluid thereby providing insights into which joint sealant  ; sections may need to be repaired or when a sufficient number of joints may contain fluid suggesting a larger joint maintenance effort be  ; performed to seal the joints or the concrete.
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• Format:
  PDF
• Funding:
  SPR-3623
• Download URL:
  https://rosap.ntl.bts.gov/view/dot/29401/dot_29401_DS1.pdf
• File Type:
  [PDF - 9.65 MB]
• Collection(s):
  US Transportation Collection
• Main Document Checksum:
  urn:sha256:434f15456349183d171b97a964711b9041c6367025cf6f8c7481306504ab4172