Messa a punto di un sistema di monitoraggio per pavimentazioni flessibili con sensori in fibra ottica

The present study aims to develop a monitoring system for asphalt concrete pavements that combines Fiber Bragg Grating (FBG) optic sensors and geocomposite reinforcement. Such technology is able to evaluate the strain and temperature inside bituminous concrete layers. The experimental program was conducted both in laboratory and in trial areas. The first laboratory tests were carried out in order to calibrate the strain measurement system and to verify its sensibility, also after a heating procedure which simulated the installation conditions in situ during the process of paving. The tests in situ were developed to find out an installation procedure compatible with the usual paving activities and to check out problems and behavior during this process. Because of the fragility problems of the system during the installation, laboratory tests were conducted to develop protecting systems for the Fiber Bragg Grating sensors and to verify the interference that they could create to the monitoring system and to the pavement. The results obtained showed a possible project solution to be tested in a trial area and also interesting opportunities for both laboratory research and in situ monitoring.

Il presente studio si pone come obiettivo la messa a punto di un sistema di monitoraggio per pavimentazioni flessibili con sensori a fibra ottica di tipo Fiber Bragg Grating (FBG) combinati con un rinforzo in geocomposito. Tale tecnologia è in grado di valutare le deformazioni e le temperature all’interno degli strati in conglomerato bituminoso. Il programma di sperimentazione è stato condotto sia in laboratorio che in sito. I primi test di laboratorio sono stati eseguiti per calibrare il sistema di misura delle deformazioni e verificarne la sensibilità, anche dopo una procedura di riscaldamento che simulava le condizioni di installazione in sito durante il processo di stesa della pavimentazione. Le prove sul campo sono state sviluppate per individuare una procedura di installazione compatibile con le operazioni di stesa e compattazione tradizionali e per verificarne le problematiche e la resistenza durante la pavimentazione. Evidenziati i problemi di fragilità del sistema durante l’installazione, sono state eseguite prove di laboratorio per sviluppare dei sistemi di protezione dei sensori Fiber Bragg Grating e verificare il disturbo che potevano creare al sistema di monitoraggio e alla pavimentazione. I risultati ottenuti hanno evidenziato una possibile soluzione progettuale da testare sul campo e interessanti opportunità per la ricerca in laboratorio e per il monitoraggio in sito.