NDT application in Transport Asset Management. QA/QC performance specifications in pavement construction and maintenance

Nowadays, in Transport Asset Management, there is the need to identify measures to guarantee high levels of performance over time. The application of Non-Destructive Techniques, through high-efficiency equipment, turns out to be an optimal solution to ensure the quality of transport infrastructures. Asset Management take into account the importance of monitoring the performance characteristics of the transport infrastructures and QA/QC performance-based contracts specifications in order to guarantee the preservation of environmental, social and economic resources, as well. This study consists of two parts of research activity: in field tests and numerical simulations. The first part consists of in situ experimental activities to investigate both road and rail transport infrastructures. The tests have shown the versatility of high-performance instruments, such as FWD, LWD, GPR and ARAN, in railway monitoring, in the evaluation of ballast conditions and sleeper/ballast interaction, and also in the reuse of volcanic ashes that after stabilization can be used in road subbase layers. The high-efficiency equipment allow a faster execution of the tests with the possibility of a higher number of measurements, the combination of several instruments at the same time with a continuous mapping of the infrastructures, performance measures and a significant cost reduction. In the second part, the study focuses more specifically on road pavements. Considering several flexible pavements pulled out from the Italian Catalog, numerical simulations of FWD tests were carried out in the hypothesis of multilayer elastic theory with the aim to develop performance-based criteria and specifications for QC of pavement construction work. The results allow to estimate effects of structural deficits in the perspective of future performance and Life Cycle Cost Analysis in order to quantify penalties to restore expected higher maintenance costs.

Al giorno d oggi, nel Transport Asset Management, c è la necessità di identificare misure atte a garantire elevati livelli prestazionali nel tempo. L'applicazione di tecniche non distruttive, attraverso strumenti ad alta efficienza, risulta essere una soluzione ottimale per garantire la qualità delle infrastrutture di trasporto. L'Asset Management tiene conto dell'importanza del monitoraggio delle caratteristiche di performance delle infrastrutture di trasporto e delle specifiche QA/QC dei capitolati basati sulle prestazioni al fine di garantire la conservazione delle risorse ambientali, sociali ed economiche. Questo studio si compone di due parti di attività di ricerca: test sul campo e simulazioni numeriche. La prima parte consiste in attività sperimentali in situ per investigare sia sulle infrastrutture stradali che su quelle ferroviarie. I test hanno dimostrato la versatilità degli strumenti ad alte prestazioni, come FWD, LWD, GPR e ARAN, nel monitoraggio ferroviario, nella valutazione delle condizioni del ballast e l interazione traversa/ballast, e anche nel riutilizzo delle ceneri vulcaniche che dopo la stabilizzazione possono essere utilizzate in strati di fondazione stradale. Le apparecchiature ad alta efficienza consentono un'esecuzione più rapida dei test con la possibilità di un numero maggiore di misurazioni, la combinazione di più strumenti contemporaneamente con una mappatura continua delle infrastrutture, misure di performance e una significativa riduzione dei costi. Nella seconda parte, lo studio si concentra più specificamente sulle pavimentazioni stradali. Considerando diverse pavimentazioni flessibili estratte dal Catalogo Italiano, sono state effettuate simulazioni numeriche di test FWD nell ipotesi della teoria del multistrato elastico allo scopo di sviluppare criteri e specifiche basati sulle prestazioni per il controllo di qualità QC dei lavori di costruzione delle pavimentazioni. I risultati consentono di stimare gli effetti dei deficit strutturali nella prospettiva delle prestazioni future e dell analisi dei costi nel ciclo di vita al fine di quantificare le penali per ripristinare i costi previsti di manutenzione più elevati.