Capítulo 10 Notas de Drenaje Vial

SECRETARIA DE ESTADO DE OBRAS PUBLICAS Y COMUNICACIONES

REPUBLICA DOMINICANA

CONSULTOR: ING. DANIEL SALCEDOPRESTAMO BID No. 1114/OC-DR

MANUAL PARA EL CURSO DE CAPACITACIONGEOTECNIA Y AMBIENTE EN CAMINOS VECINALES

X-1

SEOPCREPUBLICA DOMINICANA

GEOTECNIA Y AMBIENTEEN CAMINOS VECINALES

CONSULTOR: ING. DANIEL SALCEDO PRESTAMO BID No. 1114/OC-DR

GEOTECNIA Y AMBIENTE EN CAMINOS VECINALES

CU

RSO

DE

CA

PAC

ITA

CIO

N

X. DRENAJE VIAL

EL DISEO DE OBRAS DE DRENAJE VIAL IMPLICA LA APLICACION DE CONCEPTOS HIDROLOGICOS PARA LA DETERMINACION DE LOS VOLUMENES DE AGUA QUE SON NECESARIOS EVACUAR, Y DE CONCEPTOS HIDRAULICOS PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE LAS ESTRUCTURAS QUE RECOLECTAN, TRANSPORTAN Y DISPONEN FINALMENTE DICHOS VOLUMENES.EN ESTA SESION SE TRATAN ASPECTOS GENERALES DE DISEO Y DE CONSTRUCCION DE LAS OBRAS MAS COMUNES DE DRENAJE VIAL, HACIENDO SOLO REFERENCIA A LOS DIFERENTES PROCEDIMIENTOS DE CALCULO EXPLICADOS EN DETALLE EN LA GUIA GEOTECNICA Y AMBIENTAL PARA CAMINOS VECINALES. SE PRESENTAN EJEMPLOS ILUSTRATIVOS DE LA INCIDENCIA DE FALLAS EN PROYECTO Y CONSTRUCCION, SE DESTACA LA NECESIDAD DE MANTENIMIENTO DE DICHAS OBRAS Y LOS IMPACTOS AMBIENTALES QUE ELLAS PUEDEN ORIGINAR, MENCIONANDO LAS MEDIDAS DE MITIGACION CORRESPONDIENTES.





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OBRAS DE DRENAJE VIAL

DRENAJES SUBTERRANEOSDRENAJES SUBTERRANEOS COLCHONES O CARPETAS GRANULARESCOLCHONES O CARPETAS GRANULARES PERFORACIONES HORIZONTALESPERFORACIONES HORIZONTALES POZOS VERTICALESPOZOS VERTICALES SUBDRENAJES TUBULARESSUBDRENAJES TUBULARES CUNETAS, ZANJAS, CANALESCUNETAS, ZANJAS, CANALES DISIPADORES POR CAIDADISIPADORES POR CAIDA ALCANTARILLAS ALCANTARILLAS BADENESBADENES PUENTESPUENTES OBRAS DE PROTECCIONOBRAS DE PROTECCION

X. D

REN

AJE

VIA

L

ENTRE LAS OBRAS DE DRENAJE VIAL SE PUEDEN CITAR LAS INDICADAS EN LA LAMINA.





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OBRAS DE DRENAJE VIALCARPETAS GRANULARES

X. D

REN

AJE

VIA

LMaterial permeable

Salida de descargaTubo perforado de 8 de

dimetro

Rasante

Terrapln de lacarretera

USO DE TRINCHERA INTERCEPTORA, COLCHON GRANULAR Y TUBOS DE DRENAJE PERFORADOS (Cleaves, 1961).

LAS CARPETAS O COLCHONES GRANULARES FUERON MENCIONADOS PREVIAMENTE EN LA SESION DE TERRAPLENES, HACIENDO ENFASIS EN SU IMPORTANCIA PARA EVITAR LA GENERACION DE PRESIONES HIDROSTATICAS EN EL CONTACTO RELLENO-SUELO IN SITU, LO CUAL PUEDE TRAER COMO CONSECUENCIA LA INESTABILIDAD DEL CONJUNTO.





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OBRAS DE DRENAJE VIALPERFORACIONES HORIZONTALES

X. D

REN

AJE

VIA

L

EJECUCION DE DRENES HORIZONTALES PARA ALIVIAR PRESIONES HIDROSTATICAS EN UN TALUD CON PRESENCIA DE AGUA SUBTERRANEA.

LAS PERFORACIONES HORIZONTALES CONSISTEN EN LA INTRODUCCION DE TUBOS PERFORADOS O RANURADOS DE HIERRO GALVANIZADO O DE PLASTICO, DE DISTINTO DIAMETROS, EN EL HUECO DE UNA PERFORACION REALIZADA PARA TAL FIN.GENERALMENTE SE REALIZAN CON INCLINACIONES DE 5 POR ENCIMA DE LA HORIZONTAL. LAS AGUAS DRENADAS PUEDEN SER RECOLECTADAS CON TUBERIAS QUE INTERCONECTEN LOS DISTINTOS DRENES CONSTRUIDOS.





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X. D

REN

AJE

VIA

L

VISTA GENERAL Y DETALLES DE TUBO PLASTICO PERFORADO, RECUBIERTO CON GEOTEXTIL PERMEABLE Y MALLA, UTILIZADO EN PERFORACIONES HORIZONTALES.

EN LA ACTUALIDAD ES PRACTICA COMUN COLOCAR TUBOS PERFORADOS DE PLASTICO (PVC) RECUBIERTOS CON GEOTEXTIL NO TEJIDO PERMEABLE, CUYA FUNCION ES IMPEDIR LA MIGRACION DEL MATERIAL FINO.LAS FOTOS MUESTRAN DETALLES DE UN TUBO PERFORADO RECUBIERTO CON GEOTEXTIL SOSTENIDO CON MALLA, DE DOS PULGADAS DE DIAMETRO.





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Y POZOS VERTICALES

X. D

REN

AJE

VIA

L

COMBINACION DE POZOS VERTICALES DE ARENA Y PERFORACIONES HORIZONTALES PARA DRENAR AGUAS SUBTERRANEAS DEBAJO DE UN TERRAPLEN

TerraplnCapa permeable

Pozos verticales

Pozos verticales

Drenes horizontales

LOS POZOS VERTICALES RELLENOS DE GRAVA, ARENA O CUALQUIER MATERIAL GRANULAR, SE UTILIZAN NORMALMENTE EN CONJUNTO CON LAS PERFORACIONES HORIZONTALES. SU FUNCION ES CAPTAR LAS AGUAS SUBTERRANEAS LAS CUALES PUEDEN SER POSTERIORMENTE DRENADAS MEDIANTE LA REALIZACION DE PERFORACIONES HORIZONTALES CUIDADO-SAMENTE UBICADAS PARA INTERCEPTAR DICHOS POZOS.LOS POZOS SE REALIZAN GENERALMENTE CON DIAMETROS ENTRE 0.50 Y 1.0 m, PERO PUEDEN SER DISEADOS CON CUALQUIER OTRO DIAMETRO EN FUNCION DE LOS EQUIPOS DISPONIBLES PARA LA REALIZACION DE LA PERFORACION.





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OBRAS DE DRENAJE VIALSUBDRENAJES TUBULARES

X. D

REN

AJE

VIA

L

DISPOSICION DE PERFORACIONES RECOMENDADA PARA TUBERIAS DE SUBDRENAJE

9022 1/2

22 1/2

0.10 m

MATERIAL IMPERMEABLE

MATERIAL DE FILTRO

TUBO PERFORADO1

-4

m

PARA LA CONSTRUCCION DE LOS SUBDRENAJES TUBULARES QUE SE UBICAN GENERALMENTE PARALELOS AL EJE DE VIA, LA PRIMERA ACTIVIDAD CONSISTE EN EXCAVAR UNA ZANJA CUYA PROFUNDIDAD DEPENDE DE LA UBICACION DE LOS NIVELES DE AGUA EN EL SUBSUELO, PERO QUE GENERALMENTE ESTA ENTRE 1 Y 4 m.EN EL FONDO DE LA ZANJA Y LUEGO DE COLOCAR UN COLCHON GRANULAR DE UNOS 10 cm, SE COLOCA UN TUBO PERFORADO CON SUS PERFORACIONES HACIA ABAJO, DISTRIBUIDAS COMO SE INDICA EN LA LAMINA.SEGUIDAMENTE SE LLENA LA ZANJA CON MATERIAL DE FILTRO CUIDADOSAMENTE COMPACTADO EN CAPAS, HASTA UNA COTA TAL DONDE SE COLOCA UNA CAPA IMPERMEABLE, GENERALMENTE ARCILLOSA.TANTO EL MATERIAL DE FILTRO A UTILIZAR COMO LAS DIMENSIONES DE LAS PERFORACIONES DEL TUBO, DEBEN CUMPLIR CON CIERTOS REQUERIMIENTOS.





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X. D

REN

AJE

VIA

L

suelodelDfiltrodelD5

suelodelDfiltrodelD

15

15

85

15





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X. D

REN

AJE

VIA

LESPECIFICACIONES PARA MATERIALES DE FILTRO

CRITERIO DE SEGREGACION

20filtrodelDfiltrodelD

10

60

CRITERIOS PARA PERFORACIONES DE LOS TUBOS

U.S. CORPS OF ENGINEERS

2.1ranuraladeAncho

filtrodelD85 >

0.1agujerodelDimetro

filtrodelD85 >BUREAU OF RECLAMATION

0.2tubodelnperforaciMxima

tubodelvecindadlaenfiltrodelD85

LA LAMINA MUESTRA EL CRITERIO DE SEGREGRACION PARA LOS MATERIALES DE FILTRO, Y LOS CRITERIOS PROPUESTOS POR EL CUERPO DE INGENIEROS DE LOS ESTADOS UNIDOS, Y POR LA OFICINA DE RECLAMACIONES DEL MISMO PAIS.





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OBRAS DE DRENAJE VIALSUBDRENAJES TUBULARES. DISEO DE FILTROS.

X. D

REN

AJE

VIA

L100

.009

.01

.008

6 3 2.1/

22 1.

1/2

3/4

1/2

3/8

1/4

4 8 10 16 20 30 40 50 60 80 100

200

.07

.05

.03

.06

.04

.02

.007

.006

.005

.004

.003

.002

.001

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

200

100 80 60 50 40 30 20 10 8 6 4 3 1 .8 .6 .5 .4 .3 .2 .1 .08

.06

.05

.04

.03

.02

.01

.008

.006

.005

.004

.003

.002

.00125

TAMAO DE LA ABERTURA EN PULGADAS NUMERO DE MALLAS POR PULGADA TAMAO DE LOS GRANOS EN mm.

T A M I Z A D O S E D I M E N T A C I O N

TAMAO DE LOS GRANOS EN mm.

ARENAGRAVAGruesa Fina Gruesa Media Fina

FINOSCANTOS

POR

CEN

TAJE

MAS

FIN

O P

OR

PE

SO

POR

CEN

TAJE MAS

GR

UESO

PO

R P

ESO

CU

RVA G

RAN

ULO

METR

ICA

SUELO

FILTRO 1

FILTRO 2

D85

D50

D15 D15

D (F) / D (S) > 5 D (F) = 5 x 0.08 = 0.4015 15 15D (F) / D (S) < 5 D (F) = 5 x 0.29 = 1.4515 85 15D (F) / D (S) < 5 D (F) = 25 x 0.12 = 3.0050 50 50

D (F) = 0.78 x 5 = 3.915D (F) = 4.8 x 5 = 2415D (F) = 1.6 x 25 = 4050

D (F) / perf. > 2 D (F) = 2 x 1285 85

SUELO

FILTRO 1

FILTRO 2

D50

D85

D15

LA LAMINA MUESTRA LOS RESULTADOS DE UN EJEMPLO DE DISEO DE MATERIAL DE FILTRO, RESUELTO EN DETALLE EN LA GUIA GEOTECNICA Y AMBIENTAL.EN ESTE EJEMPLO, EL DISEO DEL FILTRO 1 NO CUMPLIO CON TODOS LOS REQUISITIOS EXIGIDOS Y POR LO TANTO SE NECESITO ADICIONALMENTE UN SEGUNDO FILTRO, CUYA GRANULOMETRIA SE MUESTRA EN LA LAMINA.





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OBRAS DE DRENAJE VIALSUBDRENAJES TUBULARES. SECUENCIA CONSTRUCTIVA.

X. D

REN

AJE

VIA

L

LA FOTO MUESTRA UNA SECUENCIA CONSTRUCTIVA DE SUBDRENAJES TUBULARES.NOTESE EL USO DE UNA COMPACTADORA TIPO BAILARINA LA CUAL SOLO DEBE SER UTILIZADA EN AQUELLOS SITIOS DONDE NO TIENEN ESPACIO LAS COMPACTADORAS VIBRATORIAS MANUALES (RANAS).NOTESE ADEMAS EL TAMAO DE LAS PERFORACIONES EN LOS TUBOS, CON DIAMETROS MUY SUPERIORES AL TAMAO DE LA ARENA DE FILTRO QUE ESTA SIENDO UTILIZADA.





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OBRAS DE DRENAJE VIALSUBDRENAJES TUBULARES. SECUENCIA CONSTRUCTIVA.

X. D

REN

AJE

VIA

L

UBICACION CORRECTA PARA UN SUBDRENAJE, SIN ALTERAR EL PIE DEL TALUD.

POSIBLE DESLIZAMIENTO

DURANTE CONSTRUCCION

(b)

LA EXCAVACION NO REMUEVE EL PIE DEL

TALUD (a)

SUBDRENAJE

UBICACION INCORRECTA PARA UN SUBDRENAJE DEBIDO A QUE LA EXCA-VACION DE LA ZANJA PUEDE ACTIVAR UN DESLIZAMIENTO DEL TA-LUD.

CUANDO SE EXCAVAN ZANJAS O TRINCHERAS PARA LA CONSTRUCCION DE SUBDRENAJES SE DEBE PRESTAR ESPECIAL ATENCION A LA POSIBILIDAD DE GENERAR UN DESLIZAMIENTO EN UNA LADERA POR CORTE A SU PIE.EN PRINCIPIO ES PREFERIBLE UBICAR LA TRINCHERA TAL COMO SE INDICA EN EL DIBUJO SUPERIOR, PERO DE NO SER POSIBLE, SE DEBERA REALIZAR LA CONSULTA A UN INGENIERO GEOTECNICO.





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X. D

REN

AJE

VIA

L

TUBERIA PLASTICA PER-FORADA RECUBIERTA CON GEOTEXTIL PERMEABLE (PAVCO).

GEOTEXTIL PERMEABLE

TUBO PERFORADO

GRAVA (PIEDRA NATURAL O PICADA)

SUBDRENAJE TUBULAR UTILIZANDO GEOTEXTIL Y GRAVA COMO MATERIAL PERMEABLE (Coduto, 1999).

DADAS LAS DIFICULTADES DE TENER SIEMPRE DISPONIBLES MATERIALES DE FILTRO, LA TENDENCIA MODERNA ES FORRAR LOS TUBOS PERFORADOS O LA ZANJA EXCAVADA, CON GEOTEXTILES PERMEABLES CUYA FUNCION ES EVITAR LA MIGRACION DE FINOS, Y UTILIZAR PIEDRA PICADA O GRAVA COMO RELLENO.





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X. D

REN

AJE

VIA

L

SECUENCIA CONSTRUCTIVA DE UN SUBDRENAJE CON UTILIZACION DE UN GEOTEXTIL NO TEJIDO. EXTENDIDO DEL GEOTEXTIL Y SU AJUSTE A LA DIMENSION DE LA ZANJA, COLOCACION DEL TUBO PERFORADO (NO MOSTRADO EN LAS FOTOS), RELLENO CON PIEDRA PICADA Y ENVOLTURA FINAL DE DICHA PIEDRA, PARA LUEGO PROCEDER A TAPAR LA PARTE SUPERIOR CON TIERRA COMPACTADA.

LA SECUENCIA DE FOTOS MUESTRA LA CONSTRUCCION DE UN SUBDRENAJE, UTILIZANDO UN GEOTEXTIL PARA FORRAR LA ZANJA EXCAVADA.





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X. D

REN

AJE

VIA

L

SALIDA DE UN SUBDRENAJE EN EPOCA SECA Y DURANTE PERIODO DE LLUVIAS

LAS FOTOS REVELAN LA EFICIENCIA DE UN SUBDRENAJE TUBULAR DURANTE EPOCA DE LLUVIA. AUN CUANDO EN EPOCA SECA NO ESTA TRABAJANDO Y SE PUDIERA FALSAMENTE HABER CRITICADO LA NECESIDAD DE SU CONSTRUCCION, LA FOTO DE LA DERECHA VALIDA SU DISEO Y CONSTRUCCION EN ESTE CASO.





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OBRAS DE DRENAJE VIALCAUDALES DE DISEO

X. D

REN

AJE

VIA

LObra de Drenaje

Transversal

Vas Frreas

Vas Expresas

Mas de 2 Canales

2 Canales Caminos

Viaductos 100 100 100 - -

Puentes 100 50 50 25 25

Pontones 50 50 50 25 10

Alcantarillas 50 25 25 10 5

Canales interviales

25 25 25 10 -

Bateas - - - - 5

PERIODOS DE RETORNO DEL CAUDAL DE DISEO PARA DRENAJE TRANSVERSAL

LA DETERMINACION DEL CAUDAL DE DISEO ES UNA DE LAS ACTIVIDADES MAS IMPORTANTES EN EL DISEO DE UNA OBRA DE DRENAJE VIAL.EL CAUDAL DE DISEO SE ESTABLECE DE ACUERDO AL GRADO DE PROTECCION QUE SE LE DEBE SUMINISTRAR A LA VIA, PARA CONSERVAR SU INTEGRIDAD FISICA.EL GRADO DE PROTECCION ESTA RELACIONADO CON UN EVENTO HIDROMETEOROLOGICO QUE PUEDE PRODUCIR UNA CRECIENTE CAPAZ DE DAAR LA ESTRUCTURA VIAL. EN HIDROLOGIA SE UTILIZA USUALMENTE EL TERMINO PERIODO DE RETORNO DEL CAUDAL DE DISEO.UN PERIODO DE RETORNO DE 50 AOS, POR EJEMPLO, SIGNIFICA QUE EXISTE UNA PROBABILIDAD DE 1/50 DE QUE EL CAUDAL SEA IGUALADO O EXCEDIDO.LA TABLA MUESTRA PARA FINES PRELIMINARES, LOS PERIODOS DE RETORNO RECOMENDADOS PARA DRENAJE TRANSVERSAL EN DIFERENTES VIAS DE COMUNICACION.





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X. D

REN

AJE

VIA

L

PERIODOS DE RETORNO DEL CAUDAL DE DISEO DE OBRAS DE PROTECCION DE OBRAS VIALES

Obra de Proteccin Vas Frreas

Vas Expresas

Mas de 2 Canales

2 Canales Caminos

Fundaciones de Puentes

100 100 100 50 25

Descargas de Alcantarillas

25 25 10 10 5

Terraplenes 50 25 10 10 5

Diques Marginales 100 50 50 10 5

LA TABLA MUESTRA LOS PERIODOS DE RETORNO DEL CAUDAL DE DISEO, RECOMENDADOS PARA OBRAS DE PROTECCION DE OBRAS VIALES.





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X. D

REN

AJE

VIA

L

PERIODOS DE RETORNO DEL CAUDAL DE DISEO DE OBRAS DE PROTECCION DE OBRAS VIALES

Obra de Drenaje

Longitudinal

Vas Frreas

Vas Expresas

Mas de 2 Canales

2 Canales Caminos

Canales Revestidos

Adyacentes a Va

25 10 10 5 5

Canales Revestidos

Paralelos a la Va

10 10 10 5 2

Canales Revestidos de

Grama o Similar

- 10 - - -

Zanjas No Revestidas

- - - - 5

Sumideros en Isla Central

- 25 - - -

Drenajes de Puntos Bajos

25 25 25 10 10

Drenajes de Pasos Inferiores en

Distribuidores

- 25 25 - -

PERIODOS DE RETORNO DEL CAUDAL DE DISEO PARA DRENAJE SUPERFICIAL

LA TABLA MUESTRA LOS PERIODOS DE RETORNO DEL CAUDAL DE DISEO, RECOMENDADOS PARA DRENAJES SUPERFICIALES.





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OBRAS DE DRENAJE VIALMETODOS HIDROLOGICOS

PARA OBTENCION DEL CAUDAL DE DISEOX.

DR

ENA

JE V

IAL

METODOS EMPIRICOSMETODOS EMPIRICOS

METODOS SINTETICOSMETODOS SINTETICOS METODO RACIONALMETODO RACIONAL METODO DE METODO DE CLARKCLARK OTROS METODOSOTROS METODOS

EXISTEN MULTIPLES METODOS PARA LA ESTIMACION DEL CAUDAL DE DISEO.LAS EXPRESIONES EMPIRICAS RECOMENDADAS POR VARIOS INVESTIGADORES, SE INCLUYEN EN LA GUIA GEOTECNICA Y AMBIENTAL PARA CAMINOS VECINALES.DENTRO DE LOS METODOS SINTETICOS, SE TRATARA EN ESTA SESION, POR SU SENCILLEZ, SOLAMENTE EL METODO RACIONAL. LOS OTROS METODOS PUEDEN SER CONSULTADOS EN LA GUIA GEOTECNICA Y AMBIENTAL.





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OBRAS DE DRENAJE VIALMETODO RACIONAL


DR

ENA

JE V

IAL

Q = GASTO MAXIMO EN litros/Seg.

C = COEFICIENTE ESCORRENTIA.

I = INTENSIDAD DE LA LLUVIA EN litros/seg/Ha, PARA UNA DURACION IGUAL AL TIEMPO DE CONCENTRACION DE LA CUENCA Y PARA EL PERIODO DE RETORNO QUE SE HAYA SELECCIONADO.

A = AREA TRIBUTARIA DE LA CUENCA (Ha).

Q = C X I X A

EL CALCULO DEL GASTO MAXIMO SE PUEDE REALIZAR MEDIANTE LA SENCILLA EXPRESION MOSTRADA EN LA LAMINA.





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DR

ENA

JE V

IAL

Tipo de superficie Valor de C

a) Pavimentos

Asfalto o concreto 0.70 a 0.95

Ladrillos 0.70 a 0.85

b) Techos y azoteas 0.70 a 0.95

c) Caminos de grava 0.30

d) Caminos de suelo arenoso

Llanos (2%) 0.05 a 0.10

Medianos (2 a 7%) 0.10 a 0.15

Inclinados (7% ms) 0.15 a 0.20

LOS VALORES DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTIA C, SE PUEDEN OBTENER DE TABLAS COMO LAS INDICADAS EN LA LAMINA PARA EL CASO DE ZONAS URBANAS,





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DR

ENA

JE V

IAL

Cobertura Vegetal Tipo de Suelo Pronunciada Alta Media Suave Despreciable

50% 20% 5% 1%

Sin Vegetacin Impermeable 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60

Semipermeable 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50

Permeable 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30

Cultivos Impermeable 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50

Semipermeable 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40

Permeable 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20

Pasto y vegetacin ligera

Impermeable 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45

Semipermeable 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35

Permeable 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15

Hierba, Grama Impermeable 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40

Semipermeable 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30

Permeable 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10

LOS VALORES DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTIA C, EN ZONAS RURALES SE PUEDEN OBTENER DE TABLAS COMO LA INDICADA EN LA LAMINA.





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DR

ENA

JE V

IAL Cobertura Vegetal Tipo de Suelo Pronunciada Alta Media Suave Despreciable

50% 20% 5% 1%

Bosques y Vegetacin densa

Impermeable 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35

Semipermeable 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25

Permeable 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05

COEFICIENTES DE ESCORRENTIA EN ZONAS RURALES

CONTINUACION DE TABLA ANTERIOR





X-24






DR

ENA

JE V

IAL Factores de incremento de C

Perodo de Retorno (Aos)

Factor

2 a 10 0.00

25 0.10

50 0.20

100 0.25

LOS VALORES TOMADOS DE LAS TABLAS, DEBEN SER INCREMENTADOS POR UN FACTOR EN FUNCION DEL PERIODO DE RETORNO EN AOS, TAL COMO SE MUESTRA EN LA LAMINA.





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DR

ENA

JE V

IAL PARA OBTENER INTENSIDAD DE LLUVIA, SE UTILIZAN LAS

CURVAS INTENSIDAD-DURACION-FRECUENCIA

A TALES DATOS SE AJUSTO ESTADISTICAMENTE UNA ECUACION PARA DIFERENTES PERIODOS DE RETORNO:

bDaI =

DONDE:

D = DURACION DE LA LLUVIA EN MINUTOS.

a y b = CONSTANTES INDICADAS EN TABLAS PARA CADA ESTACION.

LA INTENSIDAD DE LLUVIA SE OBTIENE A PARTIR DE CURVAS INTENSIDAD-DURACION-FRECUENCIA.CON BASE EN LAS CURVAS PUBLICADAS EN REPUBLICA DOMINICANA, SE REALIZO UN AJUSTE ESTADISTICO PARA DIFERENTES PERIODOS DE RETORNO, OBTENIENDOSE LA EXPRESION MOSTRADA EN LA LAMINA.DE ACUERDO A LOS RESULTADOS OBTENIDOS SE ELABORARON TABLAS PARA LAS DIFERENTES ESTACIONES DE LA REPUBLICA DOMINICANA.





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PARA OBTENCION DEL CAUDAL DE DISEO

X. D

REN

AJE

VIA

LEstacin

Perodo de Retorno (aos) a b

El Partido 2 3460.00 0.770

103 10 3203.89 0.662

50 3017.22 0.596

100 2949.72 0.577

Jarabacoa 2 1027.31 0.584

401 10 2072.72 0.649

50 1368.22 0.528

100 1441.42 0.522

LA TABLA MUESTRA COMO EJEMPLO DOS DE LAS ESTACIONES PLUVIOGRAFICAS DE REPUBLICA DOMINICANA, Y LAS CONSTANTES a Y b, A SER INCLUIDAS EN LA ECUACION INDICADA PREVIAMENTE.LOS VALORES PARA EL RESTO DE LAS ESTACIONES, SE ENCUENTRAN TABULADOS EN LA GUIA GEOTECNICA Y AMBIENTAL PARA CAMINOS VECINALES.





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PARA OBTENCION DEL CAUDAL DE DISEO

X. D

REN

AJE

VIA

L

ESTACION PLUVIOGRAFICA

EL MAPA MUESTRA LA UBICACION DE LAS ESTACIONES PLUVIOGRAFICAS TABULADAS EN LA GUIA GEOTECNICA Y AMBIENTAL PARA CAMINOS VECINALES.





X-28




OBRAS DE DRENAJE VIALALCANTARILLAS

X. D

REN

AJE

VIA

L OBRA MAS FRECUENTE DE DRENAJE TRANSVERSAL. SU FORMA PUEDE SER ABOVEDADA, CIRCULAR O RECTANGULAR.DEBEN UBICARSE DE FORMA TAL QUE LA CAPTACION Y LA

DESCARGA SIGAN EN LO POSIBLE, EL ALINEAMIENTO DEL CAUCE NATURAL.

DE NO SER POSIBLE, SE TOMA EL ALINEAMIENTO AGUAS ARRIBA, Y SE TOMAN PREVISIONES AGUAS ABAJO PARA EVITAR SOCAVACION A LA SALIDA Y CONDUCIR AGUAS AL CAUCE ORIGINAL.

SELECCION DEL DIAMETRO CONSISTE EN DETERMINAR EL MENOR DE ESTOS QUE CUMPLA CON LIMITACIONES DE ALTURA DE AGUA A LA ENTRADA Y RESULTE EN UNA VELOCIDAD DE SALIDA ADECUADA.

LA LAMINA INDICA LAS CARACTERISTICAS MAS RELEVANTES DE ALCANTARILLAS.





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X. D

REN

AJE

VIA

L

EJEMPLO DE SEDIMENTACION A LA ENTRADA Y SALIDA DE ALCANTARILLAS CON DIAMETROS PEQUEOS.

FOTOS MOSTRANDO SEDIMENTACION A LA ENTRADA Y SALIDA DE ALCANTARILLAS, CONSTRUIDAS CON DIAMETROS MUY PEQUEOS QUE ADEMAS DIFICULTAN SU MANTENIMIENTO.





X-30





X. D

REN

AJE

VIA

L

EJEMPLO DE EROSION A LA ENTRADA DE UNA ALCANTARILLA POR FALTA DE CABEZAL.

EJEMPLO DE EROSION A LA ENTRADA DE UNA ALCANTARILLA POR FALTA DE CABEZAL.





X-31





X. D

REN

AJE

VIA

L

EJEMPLO DE EROSION A LA SALIDA DE ALCANTARILLAS

EJEMPLO DE EROSION A LA SALIDA DE UNA ALCANTARILLA





X-32





X. D

REN

AJE

VIA

L

ALCANTARILLA FUNDADA SOBRE CAPA VEGETAL, LA CUAL AL ASENTARSE PRODUJO ROTURA Y DERFORMACION Y FRACTURA DEL CABEZAL Y DEL TUBO.

EJEMPLO QUE MUESTRA LA NECESIDAD DE QUE LAS ALCANTARILLAS DEBEN SER FUNDADAS SOBRE MATERIALES DE BUENA CAPACIDAD DE SOPORTE.





X-33





X. D

REN

AJE

VIA

L

FRACTURA Y DEFORMACION DEL CABEZAL Y DEL TUBO

LA CONSTRUCCION DE LA ALCANTARILLA SOBRE UNA CAPA VEGETAL, ORIGINO QUE ESTA SE ASENTARA PRODUCIENDO COMO CONSECUENCIA FRACTURAS Y DEFORMACIONES EN EL CABEZAL Y EN EL TUBO MISMO.





X-34





X. D

REN

AJE

VIA

L

ALCANTARILLAS METALICAS

EJEMPLOS DE ALCANTARILLAS METALICAS QUE SON MANUFACTURADAS CON SU CABEZAL INCLUIDO.





X-35





X. D

REN

AJE

VIA

L

ALCANTARILLA TIPO CAJON

ALCANTARILLAS TIPO CAJON





X-36





X. D

REN

AJE

VIA

L

FALLAS ESTRUCTURALES DE ALCANTARILLAS POR EXCESO Y POR DEFECTO DE COBERTURA

LAS FOTOS REVELAN FALLAS ESTRUCTURALES EN ALCANTARILLAS METALICAS POR EXCESO Y POR DEFECTO DE COBERTURA.EN LA GUIA GEOTECNICA Y AMBIENTAL SE PRESENTAN TABLAS PARA LA SELECCION DE ESPESORES O CALIBRES DE TUBERIA DE MATERIAL CORRUGADO DE ACERO Y DE ALUMINIO, ASI COMO LOS VALORES MAXIMOS Y MINIMOS PERMISIBLES DE ALTURA DE RELLENO PARA EL CASO DE TUBERIAS DE CONCRETO.





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OBRAS DE DRENAJE VIALDISIPADORES PARA EL CONTROL DE EROSION

X. D

REN

AJE

VIA

LDISIPADORES DE IMPACTO: SON ESTRUCTURAS DE

CONCRETO ARMADO QUE PRODUCEN PERDIDA DE ENERGIA POR IMPACTO DEL CAUDAL A LA SALIDA. NO RECOMENDABLES EN CASO DE GRAN ARRASTRE DE SEDIMENTOS. REQUIEREN LABORES DE LIMPIEZA PERMANENTE, TANTO POR RAZONES HIDRAULICAS COMO AMBIENTALES.

DISIPADORES DE RESALTO: REQUIEREN LA MODIFICACION DE LA FORMA DE LA ALCANTARILLA DE MANERA DE ASEGURAR QUE TIENE UNA ENERGIA MINIMA IGUAL O MAYOR A LA QUE SE QUIERE OBTENER EN EL CAUCE NATURAL.

DISIPADORES POR CAIDA: SE DENOMINAN TAMBIEN TORRENTERAS. REQUIEREN DISEO DE LA HUELLA Y CONTRAHUELLA.

DISIPADORES DE ENROCADO: USO FRECUENTE CUANDO SE DISPONE DE ROCAS PARA SU CONSTRUCCION.

A LA SALIDA DE LAS ALCANTARILLAS EXISTE TENDENCIA A LA EROSION DEBIDO AL CAMBIO DE UN FONDO FIJO A UN FONDO MOVIL QUE ES EL CAUCE NATURAL.EL DISEO DEBE DETERMINAR EN PRIMER LUGAR, LA MAGNITUD DEL SOCAVON A ESPERAR, Y EN SEGUNDO LUGAR, SI ES NECESARIO DISEAR LA PROTECCION MEDIANTE DISIPADORES QUE PUEDEN SER ENROCADOS, DE IMPACTO O DE RESALTO.





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DISIPADOR POR CAIDA CON PANTALLAS FRONTALES Y LATERALES PARA EL CONTROL DE EROSION EN ZONAS DE GRAN PENDIENTE CON MATERIALES MUY SUSCEPTIBLES A LA EROSION. (Cortesa del Ing. G. Cobos).

LA FOTO MUESTRA UN EXCELENTE DISEO DE UN DISIPADOR POR CAIDA EN UNA ZONA DE GRANDES DESNIVELES Y DONDE LOS SUELOS SON PARTICULARMENTE MUY SUSCEPTIBLES A LA EROSION.





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DISIPADOR POR CAIDA CONSTRUIDO SIN UNA OBRA DE CAPTACION Y SIN DISIPADOR EN EL EXTREMO AGUAS ABAJO.

TIPICO DISIPADOR POR CAIDA O TORRENTERA, SIN OBRA DE CAPTACION ADECUADA Y SIN DISIPADOR EN EL EXTREMO INFERIOR.





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VISTAS DE UN DISIPADOR POR CAIDA, QUE PRESENTA PROBLEMAS DE DESBORDES EN CURVA Y EROSION DEL MATERIAL ADYACENTE.

EJEMPLO FRECUENTE DE DESBORDE DE AGUAS EN DISIPADORES POR CAIDA, DEBIDO A CURVAS MAL DISEADAS.





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REUBICACION DE UN DISIPADOR POR CAIDA DEBIDO A EROSION DE LOS TERRENOS ADYACENTES, POR FALTA DE CAPTACION ADECUADA.

EJEMPLOS TIPICOS DE EROSION EN LOS BORDES ADYACENTES A UN DISIPADOR POR CAIDA, DEBIDO A UNA MALA CAPTACION.





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LA CONSTRUCCION DE DISIPADORES POR CAIDA EN SUELOS MUY SUSCEPTIBLES A LA EROSION, AMERITA EL TRATAMIENTO DE LOS SUELOS ADYACENTES.

EN SUELOS PARTICULARMENTE MUY SUSCEPTIBLES A LA EROSION, ES RECOMENDABLE EL TRATAMIENTO DE LOS SUELOS ADYACENTES AL DISIPADOR, COMO POR EJEMPLO LA COLOCACION DE UNA MEZCLA DE SUELO-CEMENTO.





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DISIPADORES DE ENROCADO

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LOS DISIPADORES DE ENROCADO SON MUY ECONOMICOS EN AQUELLAS ZONAS DONDE SE ENCUENTRA ROCA DISPONIBLE.





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OBRAS DE DRENAJE VIALENROCADOS

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ESTABILIDAD DE ENROCADOS EN CUERPOS DE AGUA (Surez, 2001).

EL GRAFICO MOSTRADO EN LA LAMINA PERMITE SELECCIONAR EL PESO DE LA ROCA, EN FUNCION DE LA VELOCIDAD DEL AGUA Y EL TIPO DE FLUJO.





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COMPACTACION EN LA ZONA DE ACCESO DEL TERRAPLEN A LA ESTRUCTURA EN CAJON, LO CUAL SE CONSIDERA IMPOR-TANTE PARA EVITAR EL SALTO DE VEHICULOS POR ASENTA-MIENTO DEL RELLENO.

LA COMPACTACION DE LA ZONAS DE ACCESO A PUENTES Y PONTONES DEBE SER CONTROLADA EN FORMA ESTRICTA PARA EVITAR QUE POR LA DIFERENCIA DE RIGIDECES, SE PRODUZCAN SALTOS DESAGRADABLES PARA LOS USUARIOS DE LA VIA.





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OBRAS DE DRENAJE VIALBADENES

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ESTRUCTURAS QUE ACTUAN COMO PUENTES SUMERGIBLES. SOBRE ELLOS TRANSITAN CRECIENTES Y VEHICULOS AUNQUE NO SIMULTANEAMENTE.TIENEN APLICACION EN SITIOS DE CORRIENTES DE FLUJO TORRENCIAL QUE PERMITA EL PASO DE VEHICULOS LA MAYOR PARTE DEL AO, Y DONDE LA INTERRUPCION DEL TRANSITO SEA COMO MAXIMO 2 A 4 HORAS.

LOS BADENES SON ESTRUCTURAS QUE ACTUAN COMO PUENTES SUMERGIBLES.SON DISEADOS PARA PERMITIR EL PASO DE CRECIENTES EVENTUALES CON LA DEBIDA INTERRUPCION DEL TRAFICO EN EL TIEMPO QUE DURA LA CRECIENTE.





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OBRAS DE DRENAJE VIALBADENES

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SECUENCIA DE INCREMENTO DE CRECIENTE EN UN BADEN TIPO PUENTE SUMERGIBLE

LA SECUENCIA DE FOTOS MUESTRA COMO TRABAJA UN BADEN TIPO PUENTE SUMERGIBLE.





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OBRAS DE DRENAJE VIALCUNETAS DE CORONACION

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CUNETA DE CORONACION SIN REVESTIMIENTO Y CON REVESTIMIENTO.

LA FOTO DE LA IZQUIERDA MUESTRA UNA CUNETA DE CORONACION DE UN TALUD SIN REVESTIR. ESTA PRACTICA NO ES CONVENIENTE SOBRE TODO EN EL CASO DE MATERIALES PERMEABLES QUE PERMITAN LA INFILTRACION DE AGUAS DE ESCORRENTIA.LA FOTO DE LA DERECHA MUESTRA UNA CUNETA DE CORONACON DEBIDAMENTE DISEADA Y CONSTRUIDA.





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OBRAS DE DRENAJE VIALCUNETAS LATERALES

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OBSTRUCCIONES EN CUNETAS, FACILITANDO DESBORDES.

EL MANTENIMIENTO ES ESENCIAL PARA EL BUEN COMPORTAMIENTO DE UNA VIA. LA OBSTRUCCION DE CUNETAS FACILITA EL DESBORDE DE AGUAS QUE ADEMAS DE PONER EN RIESGO LA SEGURIDAD DE LOS USUARIOS DE LA VIA, PUEDEN FLUIR A OTRAS ZONAS CON SU CONSECUENTE EFECTO EROSIVO Y LOS IMPACTOS AMBIENTALES CORRESPONDIENTES.





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EFECTO DE EROSION MOTIVADA A LA CONSTRUCCION DE CUNETA DESDE AGUAS ARRIBA HACIA AGUAS ABAJO. EN EL TRAMO TERMINADO EL AGUA ALCANZA ALTAS VELOCIDADES, Y AL FLUIR HACIA EL TRAMO EN PROCESO DE CONSTRUCCION, AUN NO REVESTIDO, DESARROLLA EROSION LATERAL Y DE FONDO.

OTRO ASPECTO IMPORTANTE DE MENCIONAR ESTA RELACIONADO CON PRACTICAS CONSTRUCTIVAS.CUANDO SE CONSTRUYEN CUNETAS DESDE AGUAS ARRIBA HACIA AGUAS ABAJO, EXISTE EL RIESGO DE QUE CON UNA LLUVIA FUERTE LAS AGUAS EN EL TRAMO TERMINADO ALCANCEN VELOCIDADES ALTAS Y AL LLEGAR AL TRAMO EN EJECUCION, EROSIONEN EL MISMO, TAL COMO PUEDE VERSE EN LA LAMINA.





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DETALLE DE EROSION DEL CASO ANTERIOR





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INFILTRACION DE AGUA A TRAVES DE JUNTAS NO SELLADAS, ORIGINANDO EROSION Y COLAPSO DE CUNETAS DE CONCRETO.

OTRO DETALLE IMPORTANTE CUANDO SE CONSTRUYEN CUNETAS DE CONCRETO CON JUNTAS, ES EL SELLADO OPORTUNO DE LAS MISMAS.EN PERIODOS DE LLUVIA, EL AGUA SE INFILTRA A TRAVES DE LAS JUNTAS NO SELLADAS, ERIOSIONANDO Y LAVANDO EL TERRENO DE APOYO, CON LAS CONSECUENCIAS QUE PUEDEN VERSE EN LA FOTO DE LA DERECHA.





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ASPECTOS AMBIENTALESMODIFICACION DEL FLUJO DE AGUA SUPERFICIAL

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LFLUJO NATURAL DE

AGUA

VIA REPRESANDO EL AGUA

LIMITE DE LA CUENCA

MODIFICACION DE UNA CUENCA, CONCENTRANDO EL FLUJO EN UN SOLO PUNTO (World Bank, 1994).

LAS CARRETERAS MODIFICAN EL FLUJO NATURAL DE AGUAS SUPERFICIALES AL CONCENTRAR FLUJOS EN CIERTOS PUNTOS.LA PAVIMENTACION DE UNA CARRETERA TAMBIEN REDUCE LA PERMEABILIDAD DEL SUELO, INCREMENTANDO LA ESCORRENTIA.PARA EVITAR EL TIPO DE IMPACTO MOSTRADO EN LA LAMINA, ES NECESARIO EJECUTAR ESTUDIOS HIDROLOGICOS E HIDRAULICOS DE TODOS LO CAUCES QUE CONCENTRAN EN EL SITIO DE CRUCE. EL DISEO DE LAS OBRAS HIDRAULICAS DEBE TRATAR DE NO ALTERAR LA DINAMICA NATURAL DE LOS CAUCES. EN TAL SENTIDO, SE DEBEN ANALIZAR FACTORES TALES COMO LA VELOCIDAD DEL AGUA, CAPACIDAD DE ARRASTRE DE SEDIMENTOS, TAMAO DEL ARRASTRE, ANCHO Y ALTO DE INUNDACION.ESTOS ANALISIS PERMITIRAN DISEAR, SI SON NECESARIAS, OBRAS DE DISIPACION DE ENERGIA TALES COMO ENROCADOS, DISIPADORES DE IMPACTO, DISIPADORES DE RESALTO Y UMBRALES.TALES OBRAS REQUERIRIAN DE MANTENIMIENTO ESPECIAL PARA RESTITUIRLOS A SU CONDICION DE DISEO. EN TAL SENTIDO DICHAS OBRAS DEBEN TENER CAMINOS DE ACCESOS ADECUADOS PARA FACILITAR LAS LABORES DE INSPECCION Y MANTENIMIENTO.





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ASPECTOS AMBIENTALESMODIFICACION DEL FLUJO DE AGUAS SUBTERRANEAS

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MESA DE AGUA

ANTES DESPUES

TERRAPLEN ORIGINANDO UNA CAIDA EN EL NIVEL DE LA MESA DE AGUA(World Bank, 1994).

EL DRENAJE Y LA EXCAVACION EN OBRAS VIALES PUEDE BAJAR EL NIVEL FREATICO O MESA DE AGUA EN AREAS CIRCUNDANTES, MIENTRAS QUE LOS TERRAPLENES Y ALGUNAS ESTRUCTURAS PUEDEN DAR LUGAR A UN AUMENTO EN EL NIVEL FREATICO DEBIDO A UNA RESTRICCION DEL FLUJO. LA LAMINA MUESTRA EL CASO DE UN TERRAPLEN INTERCEPTANDO EL NIVEL FREATICO.ESTE TIPO DE IMPACTO PUEDE EVITARSE EN PRIMER LUGAR, REALIZANDO ESTUDIOS GEOTECNICOS ORIENTADOS A ESTABLECER LA PRESENCIA Y PROFUNDIDAD DEL NIVEL FREATICO Y SU VARIACION EN LAS DIFERENTES ESTACIONES DEL AO. IGUALMENTE, ES IMPRESCINDIBLE ANALIZAR LAS CONSECUENCIAS DEL ABATIMIENTO DE DICHO NIVEL TANTO EN LA VEGETACION COMO EN EL ABASTECIMIENTO DE AGUA EN LAS CERCANIAS DEL AREA. EN CASO DE PRESENCIA DEL NIVEL FREATICO, SE DEBE EVITAR SU OBSTACULIZACION CON LOS TERRAPLENES, DESCARTANDO LA EXCAVACION HASTA DICHOS NIVELES PARA FUNDAR LOS MISMOS. SI LA EXCAVACION ES DE TODAS FORMAS NECESARIA, EN LOS PRIMEROS METROS DEL TERRAPLEN, EN LA ZONA DE VARIACION DEL NIVEL FREATICO, SE DEBE COLOCAR MATERIAL PERMEABLE, DEBIDAMENTE GRADADO, QUE PERMITA EL FLUJO SUBTERRANEO NATURAL.





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ASPECTOS AMBIENTALESMODIFICACION DEL FLUJO DE AGUAS SUBTERRANEAS

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CORTE QUE DISMINUYE EL NIVEL DE LA MESA DE AGUA(World Bank, 1994).

ANTES DESPUES

MESA DE AGUA

LA LAMINA MUESTRA EL CASO DEL ABATIMIENTO DEL NIVEL FREATICO DEBIDO A LA CONSTRUCCION DE UN CORTE EN TRINCHERA. SON VALIDAS LAS MEDIDAS DE MITIGACION DISCUTIDAS EN LA LAMINA ANTERIOR.





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ASPECTOS AMBIENTALESIMPACTOS EN LA CALIDAD DEL AGUA

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CONTAMINACION DEL AGUA CERCA DE SITIOS SENSIBLES, DEBIDO A LA RECONSTRUCCION DE UNA CARRETERA

(World Bank, 1994).

DRENAJE

MESA DE AGUA

FLUJOCONTAMINADO

POZO CON BOMBEO

ENTRE LOS IMPACTOS QUE TIENEN EFECTO NEGATIVO EN LA CALIDAD DEL AGUA SE PUEDEN MENCIONAR LA SEDIMENTACION LA CUAL PRODUCE CAMBIOS IMPORTANTES EN LA ACTIVIDAD BIOLOGICA DE CURSOS DE AGUA Y EN SUS MARGENES, Y EL DERRAME DE QUIMICOS O CONTAMINANTES.LA FIGURA DE LA LAMINA, MUESTRA UN ESQUEMA DE COMO LA CONSTRUCCION DE UNA CARRETERA PUEDE IMPEDIR EL DRENAJE NATURAL DE LAS AGUAS Y PRODUCIR CONTAMINACION EN SU ENTORNO, QUE AL EXTENDERSE EN EL SUBSUELO PUEDE CONTAMINAR UN POZO DE AGUA.EL TIPO DE IMPACTO MOSTRADO EN EL ESQUEMA DE LA LAMINA, SE PUEDE MITIGAR COLOCANDO CUNETAS REVESTIDAS AL PIE DEL TERRAPLEN Y LLEVARLAS A SITIOS DONDE SE PUEDAN TRATAR MEDIANTE PROCESOS DE SEPARACION DE GRASAS Y ACEITES.





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FIN DEL CAPITULO X DRENAJE VIAL

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Capítulo 10 Notas de Drenaje Vial

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Transcript of Capítulo 10 Notas de Drenaje Vial