DRENAJE DE CARRETERAS

 Archivo en formato PowerPoint con gráficos y fórmulas a continuación se muestra un breve resumen del contenido.

CLASIFICACIÓN DEL DRENAJE DE CARRETERAS

DRENAJE SUB –SUPERFICIAL

CARACTERÍSTICAS DEL DRENAJE SUPERFICIAL

1. DRENAJE LONGITUDINAL
2. CUNETAS.- Son canales que se hacen en todos los tramos en ladera y corte cerrado de un camino y sirven para interceptar el agua superficial que proviene del mismo, de los taludes cuando existe cortes y del terreno natural adyacentes.

CONTRACUNETAS.- Son zanjas que se plantean aguas arriba de los taludes en las secciones en corte, tienen por finalidad interceptar el agua que escurre por las laderas y conducirlos hacia alguna cañada inmediata o parte baja del terreno, evitando la erosión al escurrir por los taludes y el aumento del caudal en las cunetas.

2. DRENAJE TRANSVERSAL 

Bombeo.- inclinación latera! a partir del eje del camino hacia los bordes en los tramos en tangente, su función es eliminar el agua que cae sobre la corona y evitar en lo posible que penetre en las terracerías.

Alcantarillas y aliviaderos.- Son estructuras de forma diversa que tienen por función conducir y desalojar lo más rápido posible el agua de las hondonadas y partes bajas del terreno que atraviesa el camino .

Las alcantarillas se pueden clasificar en :

Las alcantarillas rígidas. Suelen ser de concreto, losas de concreto armado sobre estribos de mampostería de piedra o de concreto ciclópeo o simple, hierro fundido o arcilla.

•          Las alcantarillas flexibles. Son generalmente tubos corrugados de metal, o láminas delgadas de acero.

CONSIDERACIONES HIDRAULICAS PARA EL DISEÑO DE CUNETAS

Las cunetas son zanjas que se hacen a ambos lados del camino con el propósito de recibir y conducir el agua pluvial de la mitad del camino (o de todo el camino en las curvas).

El área a drenar por las cunetas es relativamente pequeña, generalmente se proyectan estas para que den capacidad a fuertes aguaceros de 10 a 20 minutos de duración, se considera que capta el 80% de la lluvia que cae en la mitad del ancho total de la vía..

Las dimensiones, la pendiente y otras características de las cunetas, se determinan mediante el flujo que va a escurrir por las mismas. Las cunetas generalmente se construyen de sección, transversal triangular o trapecial y su diseño se basa en los principios del flujo en los canales abiertos. En un flujo uniforme, las relaciones básicas se indican mediante la conocida fórmula de Manning.

CONSIDERACIONES HIDRAULICAS PARA EL DISEÑO DE ALCANTARILLAS

El término alcantarilla también se referirá al término aliviadero con la finalidad de generalizar los conceptos de la hidráulica de alcantarillas.

El gasto de una alcantarilla se determina aplicando las ecuaciones de continuidad y de energía entre las secciones de llegada y una sección aguas abajo, ubicado según el tipo de flujo dentro de la alcantarilla.

D = dimensión vertical máxima de la alcantarilla.

y₁= Tirante en la sección de llegada (en la sección del dren natural ó de la caja)

y₄ = Tirante aguas abajo de la alcantarilla (de acuerdo al nivel del agua que se espera)

(1) = Sección de llegada en el di-en natural (aproximadamente a 3m desde la entrada de la alcantarilla)

(2) = Entrada de la alcantarilla

(3) = Salida de la alcantarilla

(4) = Sección aguas ahajo, con profundidad de agua requerida y₄

Lw = distancia entre secciones (1) y (2); aproximadamente 2m  a 3 m

L = Longitud del cañón ó barril

So =Pendiente del cañón

EJEMPLOS DE DISEÑO DE ALCANTARILLAS

CAPACIDAD HIDRÁULICA DE LAS ALCANTARILLAS

Cuando se diseña una alcantarilla es recomendable asignarle una pendiente igual al del cauce natural y para el caso de un aliviadero, la pendiente debe garantizar la evacuación de los sedimentos (So ≥ 1%); conociendo entonces la longitud del cañón, se propone un valor para D y de acuerdo a las características, ya sea del cauce natural ó de la caja se sabrá previamente qué valor le corresponde a Y1.

Cuando a la salida del cañón se espera un nivel de agua cuya profundidad y4 se conoce previamente, por observaciones en el lugar del estudio, se dice que existe control a la salida.

Estas circunstancias se traducen en la manera como podría funcionar una alcantarilla, según se indica en la Fig. Nº 8.

Si y4 solamente depende del flujo de aguas arriba, es decir depende de y1, se dice que existe control a la entrada.

Después de establecer y1 y y4 se prevé, utilizando las figuras N° 8 y N° 9 el tipo de flujo, así como la expresión para estimar el caudal que es capaz de conducir la alcantarilla, que obviamente también depende del tipo de entrada, y las características del cañón (longitud, sección, pendiente, rugosidad). En las ecuaciones del gasto de la Fig. N° 8, se tiene:

DISEÑO DE ALCANTARILLAS

FLUJO EN CONDUCTOS ABOVEDADOS

ECUACIÓN DE FLUJO PARA CONDUCTOS ABOVEDADOS

DISEÑO HIDRÁULICO DE UNA ALCANTARILLA. EJEMPLOS TIPO

FLUJO DE CONTROL DE SALIDA

TRANSICIONES