viernes, 7 de febrero de 2014

Estudio de la Fase inelástica(3)

Estudio de la Fase inelástica(3)
Las consideraciones numéricas realizadas  e interpretadas a la luz de los resultados y comportamientos de los firmes reales a los que se refieren, tienen una explicación mas rigurosa realizando disección del comportamiento en la fase inelástica.
Las dos componentes de la deflexión residual que delimitan la relación causa – efecto, por discontinuidades de la base o del firme, están relacionadas con las diferencias expresadas y se cuantificarán porcentualmente  con respecto al valor total de la deflexión residual. La explicación de la hipótesis que se expone, se puede comprender más fácilmente inspeccionando detalladamente el gráfico 47-.
Las líneas azul y roja finas, son las que resultan de unir los puntos de deformación (parejas de valores deflexión –carga) en cada una de las deformadas isótropas explicadas anteriormente, la de color azul representa la deformación real medida en todos los sensores excepto en el de carga  y en todos los casos estudiados en zonas de firmes sin deterioros muy graves, pasa por el origen salvo pequeños errores de ajuste. Cuando ocurre esto, estamos ante  un firme (si el ensayo deflectométrico realizado es representativo, naturalmente) en el que los posibles problemas inelásticos no se reflejan mas allá del entorno de la carga (30 cm a cada lado del eje de la misma). La curva roja gruesa representa la deformación real que hemos medido y sobre la cual he establecido la hipótesis de que desde el punto crítico (Deflexión residual-Carga crítica) hasta el origen, la deformada es una curva contínua y monótona ( parábola) dibujada de color rojo grueso.

Observando la línea roja fina, que representa el hipotético funcionamiento elástico del firme aplicando los parámetros encontrados en el ajuste de la deformada real pero sin considerar la existencia de discontinuidades que desvirtúen dicho funcionamiento elástico , encontramos que no pasa por el origen , es decir que el funcionamiento elástico del firme es imposible en esta zona, pero como el firme realmente se está deformando desde el primer instante en el que se aplica la carga , y de forma gradual “de arriba abajo” , hay que admitir que la deformada  real se desarrolla tendiendo desde la curva azul fina a la curva roja gruesa  y que además la curva roja fina (que es una hipótesis elástica) no puede ser real , pero como ha sido obtenida con los parámetros reales del firme ajustado , el punto de corte de esta recta con el eje horizontal , está representado una deflexión que se conseguiría para una carga que llamaremos Subcrítica y que es la que , en la  línea recta  de color azul,  representativa de la deformada correspondiente, sería capaz de producir tal deflexión en el primer estado (estado inicial) de la  deformación del firme.
El paso desde el punto de carga cero y deformación cero hasta el inicio del régimen elástico total (punto crítico), se hace por un camino desconocido pero que debe de pasar por uno de los dos puntos dibujados de color verde y rojo (que corresponden a las deformaciones que, en régimen inelástico se producirían hasta llegar la carga al valor subcrítico) y por el punto crítico.
La deflexión entre cero y la definida por la carga subcrítica sobre la deformada isótropa calculada con los parámetros reales del firme excepto las discontinuidades, se le asigna a la existencia de problemas inelásticos de las capas superiores y el resto de deflexión hasta llegar a la residual, a problemas inelásticos relacionados con la base. Como el camino real de la deformación en la fase inelástica es desconocido, el valor anterior de la deflexión ( Dresf1inf) lo asumiremos como valor inferior  y el que determinamos por el mismo procedimiento sobre la parábola de deformación residual (Dres1sup ) , lo asumiremos como valor superior.
Para centrar las ideas y , a falta de una investigación mas profunda, asignaremos como deflexión delimitadora de las discontinuidades inelásticas en el paquete resistente de las discontinuidades inelásticas en el apoyo del firme, al valor:
 Defres1 = (Dres1inf+Dres1sup)/2.
 El valor de la deflexión restante Defres2= Defres -Defres1 es el valor de la componente de la deflexión residual debida a problemas de huecos en la zona de apoyo de la base con la subbase.
En el gráfico  Nº 48 se expone el ejemplo del firme semirrígido cuyas deformadas se presentan en el gráfico Nº 46 en el que el estudio de la fase inelástica arrojó una carga subcrítica de 1,5.Ton frente a una carga crítica de 3.8 Ton. La elevada deflexión residual  (185 mm/1000) según lo anterior, se puede descomponer en un valor de 100 (media entre 84 y 117)  asignada a problemas de las capas del firme y un valor 85 (media entre 69 y 102), asignada a problemas de la base.
 El aspecto superficial mostraba problemas de envejecimiento, cuarteamientos y pérdidas esporádicas de material en la rodadura, así como fisuración transversal degenerativa en los extremos próximos al arcén.
 La solución de inyección por consolidación  funcionó parcialmente y solo en puntos concretos, el verdadero problema del firme estaba en los fenómenos de tipo inelástico, Los módulos de la base y los estados tensionales calculados no se correspondían con el alto nivel de deterioro observado visualmente.
El gráfico Nº 49 presenta un ejemplo de firme también semirrígido en el que se detectan problemas inelásticos en fase de desarrollo a nivel de la capa bituminosa y del plano de contacto de esta con la grava-cemento.


















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