El factor de Anisotropía de un firme

 Estimación de la Anisotropía del firme ,Factor  de Anisotropía :

La repetición del cálculo para determinar el punto crítico a través de las deflexiones medidas en los diferentes sensores a lo largo del cuenco de deformación, conduce a determinar tantos tríos de valores Dr , Pcr y Ka como sensores tengamos , siendo la deflexión residual generalmente decreciente a medida que el sensor está mas lejos de la carga. En la figura de la izquierda

del gráfico 36 se representa, a puntos, la deformada que corresponde a las deflexiones residuales obtenidas en cada sensor. La existencia de deflexión residual en sensores diferentes del de carga, nos indica la extensión que tiene la causa que origina este tipo de comportamiento.

 En el ejemplo que estamos tratando, se observa (ver gráfico 37) que el sensor Nº 4 aún tiene una cierta deflexión residual con su correspondiente carga crítica, 19,8 mm/1000  y 0,63Ton respectivamente lo que supone que hasta una distancia de 60 cm de la carga, se hace notar la perturbación inelástica existente.

La pendiente de la recta de deformación  en cada uno de los sensores de medida, relacionada con  la distancia de cada sensor  al punto en el que se aplica la carga, nos informa  de la capacidad del pavimento en su conjunto para distribuir los esfuerzos y por tanto del grado de isotropía o de continuidad en la forma de trabajar el paquete resistente conjuntamente con la base de apoyo (Ver gráfico 38).

Cuanto mas se aparte  de la linealidad la variación del módulo Ka con la distancia, menos isótropo  será el firme en su conjunto. Si consideramos que la deformación registrada en cada sensor como consecuencia de la aplicación de la carga en la posición del sensor 2 ( sensor de carga) debería de ser la misma que se consiguiese  en cada uno de ellos por la aplicación de una determinada carga variable para cada uno, es evidente que si funcionase la teoría de la elasticidad en el firme que estamos considerando, el módulo aparente , o la relación entre la carga y la deformación para cada sensor, variaría linealmente al ser este proporcional a la carga aplicada , por tanto la anisotropía del firme se puede cuantificar y valorar al menos con carácter relativo entre firmes diferentes o zonas diferentes del mismo firme , por la pendiente de la curva de variación del módulo aparente para cada sensor , en función de la distancia.

En el gráfico adjunto  38.a  superior se presenta un firme semiflexible con 19 cm de aglomerado sobre zahorra y mal estado visual con múltiples fisuraciones en el aglomerado. La variación del módulo aparente con la distancia  se puede ver en la curva roja que tiene una pendiente (función resultante de derivar la ley de variación de Ka con la distancia, obtenida por correlación parabólica- ver graficos 38a y b):

 K’a = 0.0062 x Dist+0.25 , mientras que en el 38.b se presenta la misma variación para un firme de hormigón con pasadores  y un magnífico estado visual. En este caso la variación del módulo aparente con la distancia a la carga  es mucho más próxima a la lineal, de forma que la pendiente de la recta es

 K’a = 0.0028 x Dist+0.24

En el caso ideal de que estas leyes de variación del módulo aparente del firme con la distancia fuesen rectas,  el valor de K’a seria constante y la carga necesaria para producir un mm de deformación (Ka)  crecería linealmente (isotropía perfecta). Si consideramos el caso de la figura 38.b como representativo de una situación muy buena en el estado del firme, a una distancia de un metro de la carga, el valor de K’a es de 0,516 y Ka  = 85,7 Ton/mm.

Definimos el Coeficiente de Anisotropía (Fani) del firme en estudio, como el valor resultante de dividir la derivada de la ley de variación del módulo aparente respecto de la distancia, para un valor de esta de 100 cm, por 0.50.

Este parámetro nos informará sobre las reservas a adoptar respecto de los resultados obtenidos aplicando un método de cálculo basado en el concepto de homogeneidad e isotropía elástica , pero por otro lado es sin duda un indicador de la calidad del firme en su conjunto, siendo esta tanto peor cuanto mayor sea el indicador de anisotropía.

A modo de ejemplo, se indican algunos valores obtenidos en diversos estudios realizados sobre diversas tipologías de firme:

Firme semiflexible inyectado y mal estado......……….…..….Fani= 2.14

El mismo firme sin inyectar …………………………..........….. Fani= 3.13

Firme Flexible 15 cm sobre zahorra mal estado……….…....Fani= 3.05

Rígido sin pasadores, regular estado, antes de inyectar.... Fani= 3.25

El mismo firme después de inyectar……………………......... Fani= 1.85

Firme rígido con pasadores y en muy buen estado………..  Fani= 1.04 

Este concepto de la Anisotropía de un pavimento parece digno de estudiarse con más profundidad para centrar , antes de empezar a trabajar con el cálculo necesario para evaluar el estado y la vida probable, la validez y las limitaciones de la aplicación de un cálculo meramente elástico.