Anwendbarkeit bestehender Glasfaserkabel-Lösungen für Dehnungsmessungen in Gussasphalt

• Forschungsstelle: ASTRA SBT
• Projektnummer: TRU_20_01B_01
• Projekttitel Englisch: Applicability of existing fibre optic cable solutions for strain measurements in mastic asphalt

Schlüsselwörter (Deutsch)

Verteilt messende faseroptische Sensoren; Gussasphalt; Dehnung; Hohe Umgebungstemperaturen

Schlüsselwörter (Englisch)

Distributed fibre optic sensors; Mastic asphalt; Strain; High temperature environment

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Verteilt messende faseroptische Sensoren ermöglichen die Erfassung einer grossen Menge an Dehnungsdaten entlang eines Glasfaserkabels. Die Verwendung solcher Sensoren in Gussasphalt könnte zum verbesserten Verständnis des Tragverhaltens von Gussasphalt unter Feldbedingungen beitragen. Wegen den hohen Einbautemperaturen von Gussasphalt ist es jedoch im Vornherein nicht klar, ob solche, bereits existierende Sensorkabel, produziert für harsche Umgebungen, dieser thermischen Exposition ohne nachteilige Auswirkungen auf spätere Dehnungsmessungen standhalten können. Das vorliegende Forschungsvorhaben untersucht deswegen, ob solche existierende Sensorkabel erfolgreich im Gussasphalt angewendet werden können. Die Studie beschränkt sich aber auf existierende, kommerziell erhältliche Kabel. Im Rahmen dieser begrenzten Studie werden keine neuen Lösungen für Sensorkabel erarbeitet. In einem ersten Schritt werden potenziell einsetzbare Kabel dem relevanten Temperaturbereich ausgesetzt und ihre Eigenschaften hinsichtlich späterer Dehnungsmessungen untersucht. Um allfällige nachteilige Effekte der Temperaturexposition etwas zu mildern, werden einige einfache Modifikationen am Kabel und der Einbauprozedur bewertet. Zuletzt werden die Sensoren in Laborproben aus Gussasphalt eingebaut um den Effekt des heissen Einbaus an der Probe zu untersuchen.

Kurzbeschreibung (Englisch)

Distributed fibre optic sensors enable to gather in short time a large amount of strain data along an optical fiber cable. Its application in mastic asphalt could contribute to the understanding of the behavior of mastic asphalt in field conditions. However, owing to the high production temperatures of mastic asphalt, it is not clear in advance, whether existing solutions for sensor cables, made for harsh environment, can withstand this exposure without detrimental effects or not. The present research project aims to figure out, if such existing cable solutions can be successfully applied in mastic asphalt. This study is limited to the investigation of existing commercially available sensor cables and no new cable design will be developed. In a first step, potentially applicable cable solutions will be exposed to the relevant temperature environment and their characteristics regarding strain measurements will be assessed. In order to mitigate potential detrimental effects, some simple modifications on the cables and the embedment will be investigated. Finally the sensors will be embedded into laboratory mastic asphalt samples in order to assess their behavior more deeply.

Projektziele (Deutsch)

In-situ Dehnungsmessungen mittels verteilt messenden faseroptischen Sensoren könnte möglicherweise zum vertieften Verständnis des Tragverhaltens von Gussasphalt beitragen, da diese Sensoren die Erfassung einer grossen Menge an räumlich hoch aufgelösten Dehnungen entlang eines eingebetteten Glasfaserkabels zulassen. Wegen der hohen Einbautemperaturen von Gussasphalt ist es jedoch nicht zum Vornherein klar, ob solche existierende Sensorkabel, hergestellt für eine harsche Umgebung, der thermischen Exposition ohne nachteilige Auswirkungen auf die spätere Dehnungsmessung standhalten können. Das Ziel des vorliegenden Forschungsprojektes ist es daher zu untersuchen, ob solche existierenden Glasfaserkabel für den Zweck der Dehnungsmessungen im Gussasphalt eingesetzt werden können.

Projektziele (Englisch)

In-situ strain measurements using distributed fibre optic sensors could potentially contribute to the improved understanding of the behavior of mastic asphalt in field conditions since such measurements provide a large amount of spatially highly resolved strain data along an embedded optical fibre. However, owing to the high production temperatures of mastic asphalt, it is not clear in advance, whether existing solutions for sensor cables, made for harsh environment, can withstand this thermal exposure without detrimental effects on their later performance. Hence, the goal of the present research project is to figure out, if such existing cables could be applied directly in mastic asphalt for the purpose of strain sensing.

Berichtsnummer (Deutsch)

1733