El efecto de borde

El efecto de borde y su influencia en la medida:

 Antes de seguir adelante en el estudio de la deformación del firme , se debe asimilar con claridad la importancia que, para el ingeniero proyectista o ejecutor de obras, tiene el conocer la relación que existe entre los diferentes parámetros que inciden en la deformación y por tanto en la durabilidad del firme. Los gráficos expuestos en las páginas anteriores son un ejemplo de como varian deflexiones, tensiones y deformaciones en función de la carga aplicada, los módulos resistentes de las capas del firme o de la base de apoyo de este, o la presencia de fisuración y ó juntas de trabajo en las proximidades del punto de medida de la deflexión.

A continuación expongo una de las experiencias que llevé a cabo para entender las diferencias que se observaban entre los valores deflectométricos que se producían entre dos campañas de auscultación en una misma zona y sin diferencias aparentes en el estado del firme, y sobre todo cuando las deflexiones de una campaña posterior eran inferiores a la de otra u otras precedentes en el tiempo.

La presencia de una fisura en las proximidades del punto donde se mide la deflexión tiene una influencia más o menos considerable según la distancia de la carga a la fisura y según la importancia de esta valorada por su coeficiente de transmisión de carga.

La fisura puede ser visible o no , allí donde exista un discontinuidad vertical bien sea por la existencia física de la fisura aunque no sea visible, o por una variación del espesor del firme, se produce un efecto similar , si hay fisura porque la carga no se transmite en su integridad al otro borde de ella , y si hay un espesor diferente, porque el firme pierde o gana capacidad resistente en función de si el espesor es mayor o menor y en función también de los materiales que constituyen el firme mas allá de la discontinuidad.

Cuando el aparato de medida avanza, siempre lo hace a una distancia del arcén, esta distancia debe de ser conocida para evaluar correctamente la deflexión que medimos.

En el gráfico 24  se presenta la deformada (línea amarilla) producida por un vehículo en sentido perpendicular al de avance. La discontinuidad del arcén se presenta a la derecha, observándose como se reduce la deformada bruscamente como consecuencia de la perdida de capacidad para transmitirse como lo hace hacia la izquierda. En el gráfico 25 sin existencia de discontinuidad en el arcén, la deformada es sensiblemente diferente. En el primer caso, el ajuste de la deformada con la condición de que la deflexión medida a la derecha y la medida a la izquierda fuesen compatibles, se pudo realizar. En el segundo caso que  suponía la no existencia de discontinuidad, no fue posible encontrar un ajuste  aceptable. Esto explica además la situación nada infrecuente de que las mediciones efectuadas por el mismo aparato en las rodadas izquierda y derecha (Caso del Deflectógrafo Lacroix) , sean sensiblemente diferentes aún tratándose de un mismo firme , con las mismas cargas y en condiciones de medida idénticas. Este hecho  fue el que me  indujo a conocer de qué forma se podría valorar el efecto de que el aparato de medida pase a una distancia u otra de la discontinuidad del arcén.

Los estudios realizados para , primero cerciorarse y después tratar de evaluar este hecho y consiguientemente planificar de forma correcta las campañas de medida de deflexiones, consistieron en seleccionar una zona de firme de un Km de longitud y pasar el deflectómetro de impacto (Dynatest) cuatro veces por la misma zona y en las siguientes condiciones:

Primera pasada: la distancia de paso del eje de la placa de carga al borde izquierdo de la banda blanca de la derecha del carril (junta firme-arcén) = 45 cm.

 Segunda pasada: la distancia de paso del eje de la placa de carga al borde izquierdo de la banda blanca de la derecha del carril (junta firme-arcén) = 90 cm.

Tercera  pasada: igual que la primera.

 Cuarta pasada: igual que la segunda.Previamente se marcaron en el firme los puntos de medida, distinguiendo entre :

1: puntos alejados más de 5 metros de una fisura transversal

2: puntos situados a 1 metro de la fisura transversal

 

Tipo de medida –SENSOR 1-	Kdef	Karea
Puntos alejados de fisura	0.80	0.85
Puntos a 1 metro de la fisura	0.84	0.92
Puntos en borde de fisura	0.91	0.92
Media de todas las mediciones	0.87	0.92

3: puntos situados en el mismo borde de la fisura transversal.

Además cada fisura transversal fue catalogada según su importancia y desarrollo.

Los resultados de las pasadas 1 y 3 fueron casi idénticos, pero se adoptó el valor dedio de ellos para el estudio. Lo mismo ocurrió con las pasadas 2 y 4.

De las diferentes conclusiones a las que llegó, se apuntan las siguientes (ver gráfico Nº 26):

Tipo de medida –SENSOR 7-	Kdef	Karea
Puntos alejados de fisura	0.90	0.85
Puntos a 1 metro de la fisura	0.96	0.92
Puntos en borde de fisura	0.94	0.92
Media de todas las mediciones	0.95	0.92

 La deflexión obtenida a 90 cm del borde del arcén es muy aproximadamente igual a la deflexión medida a 45 cm de dicho borde multiplicada por un factor Kdef  y el Area deformada para dichas condiciones, se relaciona mediante un factor Karea (ver cuadros adjuntos).

Se observa que la influencia de la cercanía del arcén puede hacer variar las deflexiones hasta un 20%  en el sensor 1 y un 10% en el sensor 7.

 Las Areas deformadas varían hasta un 15%   siendo estas variaciones máximas para mediciones realizadas en zonas “sanas” lo cual es lógico ya que el efecto de borde predominante es el de la fisura transversal próxima, no obstante y como se puede apreciar, dicha variación está entre el 6 y el 8%. Mucho mas espectacular resulta la variación de las pendientes de las rectas de deformación. En el gráfico adjunto se muestra como varia el módulo Md  en función de la deflexión residual para cada  situación de medida (curva azul para 90 cm. y curva roja para 45 cm.) y la gran diferencia a la que se puede llegar al estimarlo según el valor de la deflexión residual obtenida y según a que distancia hallamos medido. Así por ejemplo para una deflexión residual de 20 Mm./1000 el módulo aparente de la subbase sería de 9000 si la medida se hubiese realizado a 90 cm. y de 6700 si se hubiese realizado a 45 cm.

Esta relación que es de forma exponencial, es dependiente mucho mas del valor de la deflexión residual que del punto o zona del firme donde se ha medido, tal y como era de esperar ; lo que ocurre es que la deflexión residual resulta mas elevada en mediciones realizadas a 45 cm. que en las realizadas a 90 cm.