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Obras de drenaje en las carreteras INGENIERÍA DE TRASPORTE I PRESENTADO POR:

CARLOS JAVIER MARTÍNEZ

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OBRAS DE DRENAJE CARRETERAS

EN

Las obras de drenaje son los elementos estructurales que eliminan la inaccesibilidad de un camino, provocada por el agua o la humedad. Los objetivos primordiales de las obras de son: o Dar salida al agua que se llegue a acumular en el camino o Reducir y eliminar la cantidad de agua que se dirija hacia el camino o Evitar que el agua provoque daños estructurales.

Todos los caminos trazados por el hombre producen una alteración en el drenaje natural, de forma particular en las laderas por las que discurren e interceptan los cauces de agua; corta los caminos en forma de regueros de diferente caudal. Existen alteraciones que requieren soluciones de drenaje diferentes; por un lado, será necesario actuar sobre los puntos en los que se corta un drenaje importante (cauce o arroyo) y, por otro, en aquellos en los que hay un cambio de sentido de la pendiente de la rasante. En la construcción de carreteras, es necesario evaluar los cruces de los ríos que se encuentren alrededor del proyecto y que puedan afectar a la carretera, siendo necesario realizar una obra de drenaje y/o

obra civil para disponer su evacuación. El drenaje es un punto crítico y vulnerable para una carretera. La función principal del drenaje de caminos es el de reducir o eliminar la energía generada por una corriente de agua y evitar la presencia de agua o humedad excesiva en la calzada, ya que ésta puede repercutir negativamente en las propiedades mecánicas como baches o cuarteamientos, deformaciones, deslaves, destrucción total o parcial de la vía La mayoría de los problemas asociados al drenaje pueden ser evitados a la hora de trazar y diseñar el camino, por lo que resulta necesario incluir el sistema de drenaje durante la alineación y planeamiento de la vía. Para que éste sea eficaz, durante su planeación existen puntos fundamentales a tomar en cuenta: o Se debe alterar lo menos posible la red de drenaje natural. o Se debe drenar el agua superficial y sub-superficial impida la acumulación excesiva en zonas inestables y la erosión ulterior aguas abajo. o Designar a las personas con mayor experiencia y capacidad para su elaboración y planeación. Entre las obras más importantes de drenaje y sub-drenaje podemos encontrarlas siguientes: o o o o o o o

Cunetas Vados Bombeo Contracunetas Lavaderos Bordillos Vegetación

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Drenaje Se refiere a la red natural de transporte gravitacional de agua, sedimento o contaminantes, formada por ríos, lagos y flujos subterráneos, alimentados por la lluvia o la nieve fundida. La mayor parte de esta agua no cae directamente en los cauces fluviales y los lagos, sino que se infiltra en el suelo (capa superior no consolidada del terreno) y desde éste se filtra al canal fluvial (escorrentía) y constituye arroyos.

Tipos de drenaje generales: Drenaje sanitario: Son las tuberías por las cuales se trasladan las aguas negras. Se llama drenaje del baño sanitario al que transporta los desechos líquidos de casas, comercios y fábricas no contaminantes. En algunas ciudades son dirigidos a plantas depuradoras para su tratamiento y posterior vertido a un cauce que permita al agua continuar el ciclo hidrológico.

Tipos de drenaje en carreteras: Drenaje Transversal Las obras de drenaje transversal deberán perturbar lo menos posible la circulación del agua por el cauce natural, sin excesivas sobreelevaciones del nivel del agua por posibles aterramientos, ni aumentos de velocidad debidos a erosiones potenciales aguas abajo. Para este tipo de obras se debe considerar los siguientes criterios: a) Planta: Las obras de drenaje transversal se dispondrán, a ser posible, en dirección coincidente con el cauce natural.

Drenaje pluvial: Se conoce con este nombre al sistema de drenaje que conduce el agua de lluvia por canales, tuberías, ductos, cunetas, veneros, arroyos o nacimientos a lugares donde se organiza su aprovechamiento o solo se conduce a niveles de agua mayores como son ríos, lagos, lagunas hasta llegar a su nivel mayor el mar.

b) Perfil: En la medida de lo posible, se tratará de al perfil del lecho del cauce. c) Sección: Se procurará respetar las dimensiones del cauce natural y no provocar fuertes estrechamientos, recurriendo para ello a un sobredimensionamiento.

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o Estabilidad del cauce y de las márgenes. o Materiales de construcción disponibles.

Badenes: Cauce cubierto que se hace en una carretera para dar paso a un caudal de agua. El badén es un tipo de obra de drenaje que se adecúa a las características geométricas del cauce y tiene por objeto facilitar el tránsito estable tanto de personas como de vehículos. El badén debe tener una longitud aproximadamente igual al ancho del cauce, de manera que la geometría natural del cauce no se vea alterada. Además, a veces se disponen badenes o tramos de camino a menor cota, especialmente preparados para que las aguas, a partir de un cierto caudal, los desborden, ayudando así a las pequeñas obras de drenaje transversal colocadas aguas arriba del badén. Entre los factores que se deben tomar en cuenta para el diseño y localización de un badén se incluyen los siguientes: o Niveles mínimos y máximos de agua para el diseño. o Condiciones de la cimentación. o Geometría de la sección transversal del cauce. o Potencial de socavación. o Protección aguas abajo de la estructura contra la socavación.

Los badenes se pueden acompañar por una serie de pasos para peatones cuando el badén se encuentra inundado y proteger al propio badén de los arrastres del cauce. Estos pasos pueden estar compuestos de bloques de hormigón de 40 x 40 cm (En sentido contrario a la circulación del agua) y separados entre ellos otros 40 cm. La altura de los mismos vendrá dada por la altura de la lámina de agua para un periodo de retorno de 5 años, con un resguardo de 1/5 de su altura.

Vados ondulantes Los vados ondulantes deben tener las dimensiones adecuadas para el tránsito de vehículos de mantenimiento (normalmente, de 15 a 60 metros de longitud), aunque el uso prioritario sea peatonal o ciclista. Las pendientes longitudinales variarán entre el 2% y el 12% y el punto de descarga se protegerá con escollera de piedra como si fuera una obra de paso. Los vados formarán un ángulo de entre cero y 25 grados con la perpendicular al camino, con una pendiente transversal hacia fuera del 35% (según se indica en la figura).En el caso de que exista una cuneta desagüe sobre el vado, se revestirá toda su superficie con, al menos, 15cm de hormigón armado o mampostería para evitar la aparición de regueros; en caso

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contrario, se revestirá, al menos, una anchura de 2 m a cada lado de la línea de desagüe. A la salida de las aguas se colocará una protección de escollera

tendencia a la sedimentación; sin embargo, su conservación es más costosa debido a la dificultad en la limpieza de la zona baja y, si no están revestidas, sus taludes se erosionan con facilidad para caudales altos

Drenaje Longitudinal El drenaje longitudinal evita la acumulación de agua en los márgenes de los caminos o sendas, favoreciendo su circulación a lo largo del mismo mediante cunetas o permitiendo su paso bajo la plataforma y facilitando que escurra ladera abajo. Según los casos y la sección tipo se utilizarán distintos tipos de drenajes longitudinales: cunetas en tierras, revestidas o cunetas dren. Cunetas En las secciones transversales en desmonte, en terraplén y, en algunos casos, a media ladera, lo más adecuado será la colocación de cunetas a uno o ambos lados del camino, intentando minimizar sus dimensiones con el fin de mover el menor volumen de tierra durante su construcción. Las cunetas recogerán el agua procedente de la propia plataforma y de los taludes, canalizándola hasta los puntos de desagüe, bajo el camino (cauces naturales, registros y caños) o sobre el mismo (tajeas abiertas).Las cunetas de secciones triangulares son más fáciles de construir y tienen menor

Cunetas dren Este tipo de drenaje longitudinal se utilizará en tramos en los que no se aconseje, por cualquier circunstancia, la cuenta abierta o en los casos, como en antiguos túneles ferroviarios, en los que ya existe una cuneta o canaleta longitudinal que recoge las aguas de la plataforma. Este tipo de cuneta permite reutilizar un sistema de drenaje ya existente y dar uso a toda la anchura del camino recubriendo la cuneta. El diámetro del tubo dren se determinará en función de las dimensiones de la cuneta existente y del caudal a desaguar, con un diámetro no inferior a 20 cm, y se colocará sobre una cama de arena de río de espesor 0,1veces el diámetro del tubo.

Embocaduras y registros de recogida

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La colocación de caños se completará con la instalación de registros de recogida, en el caso de desagüe de drenaje longitudinal, o embocaduras, para cruce de pequeños cursos de agua. Lo habitual es que se evite la fabricación de hormigón en obra por motivos económicos y ambientales, y que ambas sean de hormigón prefabricado, reduciendo su impacto visual mediante el enmascaramiento con materiales de la zona (piedra, mampostería, etc.)

Criterios generales para el diseño de obras de drenaje. Zona demográfica: La demografía estudia estadísticamente la estructura y la dinámica de las poblaciones, así como los procesos concretos que determinan su formación, conservación y desaparición. Clima: El proyecto deberá tener en cuenta las pautas con que se han elegido los sistemas de drenaje, así como el saneamiento de los caminos y las superficies de actuación, de acuerdo a criterios de:

o Facilidad constructiva. o Durabilidad. o Mantenimiento necesario y su frecuencia. o Satisfacción desde el punto de vista constructivo. o Minimización del impacto.

Ensayos y estudios previos: Las dimensiones de las estructuras de drenaje deberán estar basadas en un caudal de diseño adecuado para las características de la zona de estudio, siendo de vital importancia para que la estructura pueda funcionar correctamente. Análisis pluviométrico: Se denomina pluviometría al estudio y tratamiento de los datos de precipitación que se obtienen en los pluviómetros ubicados a lo largo y ancho del territorio, obteniendo así unos datos de gran interés para las zonas agrícolas y regulación de las cuencas fluviales a fin de evitar inundaciones por exceso de lluvia. Precipitación máxima en 24 horas: Para la estimación del máximo caudal de avenida, al no disponer de datos de aforos que se puedan trasponer a la cuenca, para ello, se necesitarán, como dato de partida básico, las precipitaciones máximas registradas en 24 horas.

o Eficacia. o Seguridad de los usuarios (peatonal, bicicletas, vehículos de mantenimiento, vehículos autorizados, etc.)

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