DEFLEXIONES DE UN JEFECOEX

Este es mi primer blog técnico que escribo y intentaré tratar de un tema que aunque no me dedico a ello profesionalmente me gusta , por cierto mi mundo es el de las estructuras. . Me refiero al cáculo de deflexiones , necesario para actuar o no sobre el firme de una carretera ya construida y que un jefecoex tiene que conocer.

Comienzo definiendo que es la DEFLEXIÓN: La deflexión no es otra cosa que un valor numérico en milímetros de recuperación del firme al aplicarle una carga. Aspectos a tener en cuenta de la deflexión:

• La deflexión se mide en firme principalmente en flexibles (Mezclas bituminosas), tiene poco sentido medirla en firmes rígidos (hormigones), y siempre debería ir acompañado de inspección visual.
•  La deflexión mide el agotamiento estructural de la EXPLANADA.
• Deflectograma es la gráfica donde X=punto kilometrico PK y el eje Y=deflexión medida.
• La deflexión se expresa en un numero elevado a -2, pero habitualmente se expresa sólo con el número, pero ha de saberse que ese valor es elevado a -2, es decir una deflexión de 60 significa que su valor real es 60*10-2 = 0,6 mm. Pero se expresa sólo con el 60.
• Valores de deflexión por debajo de 20 significa que es un buen firme.( firmes rígidos simpre dan valores debajo de 20, con lo que no es una prueba significativa para comprobar su resistencia)
• Para valores anormales de deflexión en el deflectograma comprobar visualmente la existencia  blandones en ese tramo. 

DEFLECTOGRAMA

MEDICIÓN / AUSCULTACIÓN DE DEFLEXIONES 

1.- Viga Bekelman : método ya en desuso por la complejidad y el tiempo de muestreo, aún así se sigue utilizando amén de que el valor que me da la viga benkelman es el valor de la  DEFLEXIÓN PATRÓN. Aquí os dejo un video de cómo se realiza esta auscultación.

2.- Curviámetro: Medición en movimiento. El valor que nos da de deflexiones este método hay que convertirlos mediante un coeficiente de corrección a la deflexión patros de la viga benkelman. Este valor de correción está tabulado en función del equipo de medida que utilizamos, el fabricante del equipo de medida me da facilita ese factor de correción.

3.- Deflectómetro de impacto: Medición igualmente en movimiento pero más sencilla que el curviámetro, es el que generalmente se utiliza por su sencillez operacional.Igualmente necesita factores de correción para sacar el valor de la deflexión patron, también el fabricante del madidor nos da ese factor de correción.

Viga Benkelman

TIPOS DE DEFLEXIÓN:

1.-Deflexión Patrón (Di): Valor de la deflexión medida con la viga benkelman.

 
2.- Deflexión caracteristica (Dk): La suma del valor medio de las deflexiones de un tramo (m)  más 2 veces la desviación típica de ese tramo(S). Por ejemplo, en un tramo de conservación de 100 metros tenemos datos de deflexión patrón cada 20 metros.Se suele utilizar para tramificar tramos, no es objeto de este blog.

                       Di            m            s               Dk=m+2s    s/m<0,4            (0.5m , 1.5m)

PK 0+00             55

PK 0+20             46

PK 0+40             77

PK 0+60             65         60,80        11,78           84,36     comportamiento     95% en este

PK 0+80             52                                                            uniforme            intervalo

PK 0+100           70                                                                                 bien tramificado

3.- Deflexión de cálculo (Dc): Es la deflesión caracteristica aplicando factores correctores dependientes de la temperatura del firme (Ct)  y la humedad de la explanada (Ch).
                                            Dc = DK * Ct * Ch


Corrector de temperatura Ct = Se calcula mediante fórmula o tabla de la norma 6.3 IC. La temperatura sobre la que se corrige está próxima a 20º por eso no es conveniete calcular deflexiones en firmes que superén los 30º de temperatura ni que estén a menos de 5º, porque los datos pueden distorsionarse. Si la auscultación se hace con temperaturas próximas a los 20º el factor de c orresión se puede aproximar a 1,00.

Corrector de humedad Ch = cuando hablamos de humedad me refiero a humedad de la explanada, no a la humedad del ambiente, es por eso que esta correción es objetiva y a interpretación  del profesional. Este coeficiente también viene detallado en la norma 6.3.IC y depende de la conservación de la explanada ( A=buena B=mala ) y de las condiciones de drenaje de la explanada ( 1=buena 2=mala ) con estos datos y el periodo de tiempo en el que nos encontremos, seco, intermedio y húmedo nos da el valos de Ch.

ACTUACIONES DE CONSERVACIÓN Y EXPLOTACIÓN

Una vez conocidos los valores de las deflexiones veremos para que nos sirven en la conservación de firmes. Lo vere con un sencillo ejemplo práctico y por pasos,pero antes hay que tener una serie de consideracones fundamentales:

• La norma que se aplica para la rehabilitación de firmes ya construidos es la norma 6.3.IC, para firmes de nuevo dimensionamiento o carreteras nuevas se utiliza la archifamosa norma 6.1.IC, por ejemplo en una circunvalación que tengamos un tramo de nueva carretera, pero otra zona de carretera antigua, para la nueva carretera a ejecutar utilizaré la norma 6.1.IC, pero para el tramo de carretera antiguo será de aplicación la norma 6.3.IC.
• Para una lógica información de la conservación de la carretera habría que tramificar el tramo de carretera que estemos explotando. Tramificar consiste en subdividir nuestra carretera en tramos homogeneos que variarán entre los 200 y 2000 metros.No es de este blog discutir sobre las técnicas de tramificación de carreteras, sería parte de otro artículo de blog, pero a groso modo consiste en tramos de iguales condiciones ( igual firme,igual carriles, año de puesta en servicio etc..)
• Habrá que conocer la cantidad de tráfico pesado que tendremos el año de servicio de la rehabilitación, es decir debemos conocer el IMDp del año de puesta en servicio. 
• Y muy importante antes de rehabilitar un firme, hay que actuar sobre las zonas singualres ( baches y blandones) y sellado de grietas ( Se recomienda actuar sobre ellas si en un tramo de 1 Km hay menos de 3 Km de longitud total de grietas, si hay más algo malo pasa en el firme y se puede pensar en rehabilitarle entero).
• Cuando freso un firme el paquete de firme que queda, que ya no está fisurada se ha de reducir su espesor teórico en un 25% para calcular su espesor real, en el ejemplo se verá más claro.

Para rehabilitar un firme de pavimento bituminoso la norma nso da 3 tipos de soluciones:

1.- Eliminación mediante fresado y reposición. Tabla 3 y Tabla 4 de la norma 6.3.IC

2.- Recrecimiento de firme ( tened en cuenta que en túneles no está permitido el recrecido para no influir en la gálibo  y en los puentes tampoco para no sobrecargar la estructura, en estos casos se aconseja la solución 3. Tabla 4 y Tabla 5 de la norma 6.3.IC

3.- Mezcla de ambas soluciones; fresado de la mezcla, reposición y recrecido en caso de ser necesario como ahora veremos.

Tengo una carretera de 2 carriles bidireccional (B2C) con una longitud de 8.535 m y mediante inspacción visual  ( Observamos grietas en el pavimento ) primero y auscultación y cálculo de deflexiones, observamos que es necesario el refuerzo de firme. La deflexión de cálculo medida con el deflectómetro de impacto corresponde a 57*10-2, se considera un factor de correción de 1). Estudios de tráfico nos dictaminan que la IMD=50000 v/d con un 10% de vehiculos pesados, con una puesta en servicio estimada de las actuaciones a 10 años y un 15% de tasa de crecimiento de vehiculos. El grosor de las grietas mediante probeta se estima que son de 5 cms. Calcular las actuaciones a llevar a cabo en la carretera.El firme actual está compuesto por un paquete de firme de 35 cms de MBC.

1.- Obtengo la categoriía de tráfico a 10 años de puesta en servicio:

IMDp( actual ) = 50.000*10%  = 5.000 VP * 50% carril  = 2.500 VP/dia 

IMDp( 10 años ) =( 1+P)^n * IMDpo  siendo P=tasa de crecimiento y n=nº años puesta servicio

IMDp( 10 años ) = ( 1+0,15 )^10 * 2500  = 10.113 VP/dia  > 4.000 VP/dia  -------   Tráfico T00

 2.- Cálculo de refuerzo

.- Como tengo 5 cms de grietas en el firme y tengo que sanear estas grietas comienzo considerando un fresado del firme de 6 cms con lo que el paquete después de fresar queda:

          35 cms ( firme original ) - 6 cms(fresado)  =  29 cms (posfresado)

Como la norma nos dice que reduzcamos este espesor en un 25% para el cálculo del refuerzo  29 cms (posfresado) * 0,75 (norma) = 21,75 cms (firme real posfresado)

.-  De la tabla 5  de la norma 6.3IC calculo el refuerzo de firme necesario en función de la deflexión de cálculo obtenida, el tipo de tráfico y el tipo de firme, en nuestro caso para una deflexión de 57 ( entre 40-60), firme flexible(MBC) y tráfico T00 , la norma nos aconseja un refuerzo de firme de 12 cms.

.- Comprobaré de la Tabla 4 de la norma 6.3IC cual es el espesor mínimo que debe tener mi firme para mi categoría de tráfico, en nuestro caso para tráfico T00 y firme fléxible el espesor de firme mínimo que debo tener son 35 cms.

Para ello compruebo que se cumple que tengo un paquete de 35 cms:

21,75 cms(posfresado) + 6cms ( añadir del fresado ) + 12 cms (refuerzo de firme) la suma de esto da 39,75 cms, superior a los 35 cms que me pide la norma, con lo que la solución de 6 cms de fresasdo y 12 cms de refuerzo de firme cumpliria norma.

Evidentemente, esto se puede ajustar más de tal forma que no hechemos más aglomerado que el estrictamente necesario, por eso habría que ajustar los espesores de fresado y jugar con ellos hasta intentar que el paquete de firme se aproximara todo lo posible a 35 cms.

Los resultados nos pueden parecer un poco desorbitados, eso es debido al tipo de tráfico que tendremos, si en vez de T00 fuera una carretera con un tráfico T1 y los mismos datos, el refuerzo mínimo (Tabla 5) sería de 8 cms, pero el firme máximo que me pide la tabla 4 para T1 es de 25 cms, quedaría:

35 cms - 6 cms(fresado )  = 29,00  cms (posfresado).* 0,75 (norma) = 21,75 cms(posfresado)

Esto quiere decir que sólo recomponiendo lo fresado ya cumpliria porque pasaría de los 25 cms que me pide la norma, que otro lado es lo que suele ocurrir para este tipo de tráfico, que colocando el espesor del fresado cumplimos norma, no nos haría falta recrecer firme.

Aquí termino el artículo con el fin de que sea de utilidad, sé que habrá mucho de lo que discutir sobre lo escrito, además de mucho que añadir , y a eso animo al que lo lea, a que lo critique para que todos aprendamos. Que te aproveche amigo.

COMENZANDO ( y terminando ) CAMINOS

Una tarde, en esos frikiviajes cordobo-madrileños le propuse  Jorge Moreno ( JICARMAN para los amigos )  la intención de desvelar por las ondas radiofónicas los mismos temas que con tanta pasión tratábamos en el coche, esos temas trataban de ingenieria, esa ingenieria del jefe de obra, tan diferente de la ingenieria de consulting.

Me recomendó que me hiciera blogger y escribiera, la idea me seduce, y aquí intento ponerla en movimiento, sacando momentos de donde no hay, pero lo vanidad es el pecado que más me gusta y no quiero olvidarme de lo que sabía ( que con el tiempo, cuando esté en la parte alta del sobre se me olvidará).

Hoy preguntando a mi hija Victoria  ( 5 años) la típica pregunta de padre ensimismado de que le gustaba, me ha soltado que le gustaba ser médico o maestro, supongo que ningún niño juega con sus muñecas a hacer muros pantalla, pero si un día ( porque en su sangre lo lleva) descubre que las carreteras, casas y vias de tren que pinta en todos los dibujos de la escuela puede llegar a dominarlos y yo por esa mala pata de la vida no estoy a su lado para  disfrutarlo, sepa que por cojones ese era su destino, a ella dedico lo mucho o poco que pueda escribir en este blog..


No pretendo que sea un blog de un solo sentido, me gustaría que cuando esto salga a la red, el que lo lea me revise mis ideas y las desmonte porque así aprenderemos todos.
Aquí comienza este camino entre momentos , terminando camino / s. 

"El único hombre que no se equivoca es el que nunca hace nada"