2012DRENAJE DE CARRETERAS ESTUDIANTE: . YRIGOIN APAESTEGUI,Carlos. DOCENTE: . XXXXXXXX. Escuela académico profesional de ingeniería civil 19/06/2011 Es por eso q es de importancia su correcto desarrollo y calculo. alcantarillas. DISEÑO DE CUNETAS.IMGENIERIA DEL DRENAJE INTRODUCCIÓN: 2012 El drenaje de una carretera es un factor muy importante para que esta cumpla su optimo funcionamiento. OBJETIVOS: • • • • • DISEÑOS DE CONTRA-CUNETAS. DISEÑO ESTRUCTURAL DE ALCANTARILLAS. Las malas condiciones del drenaje de carreteras. Es así que se detallara el presente informe que consta del diseño de contracunetas. DISEÑO HIDRÁULICO DE ALCANTARILLAS. cunetas. UBICACIÓN DE ALIVIADEROS. aliviaderos. o el mal diseño podría ocasionar grandes daños a la vida de los viajeros. a la economía de los transportistas. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: Escuela académico profesional de ingeniería civil . etc. I. etc. de los pobladores de las áreas aledañas. Separata del curso de de ingeniería del drenaje. 2012 II. UBICACIÓN DE ALIVIADEROS. Diapositivas de drenaje urbano “Universidad del Norte” Escuela académico profesional de ingeniería civil . Plano de distribución de orto-fotos de la ciudad de Cajamarca. BIBLIOGRAFIA: Manual Silvoagropecuario. DISEÑO ESTRUCTURAL DE ALCANTARILLAS.IMGENIERIA DEL DRENAJE Se logro realizar: • • • • • DISEÑOS DE CONTRA-CUNETAS. DISEÑO HIDRÁULICO DE ALCANTARILLAS. DISEÑO DE CUNETAS. IMGENIERIA DEL DRENAJE 2012 DRENAJE DE CARRETERAS: Escuela académico profesional de ingeniería civil . IMGENIERIA DEL DRENAJE 2012 El drenaje es uno de los factores más importantes en el diseño de carreteras. Que los taludes de corte se saturen de agua. disminuyendo la capacidad del suelo para soportar las cargas de servicios. originando cambios volumétricos perjudiciales. Que el agua subterránea invada la sub-rasante. pues depende de su correcto funcionamiento el desempeño óptimo de la carretera. La denominación de longitudinal se debe a que éstas se ubican aproximadamente en forma paralela al eje del camino. las contra-cunetas y los colectores. o DRENAJE SUB –SUPERFICIAL El drenaje sub-superficial tiene por objeto proteger al camino del daño que le puede causar el agua que se encuentra en el terreno por debajo de él. en paralelo o transversal. trayendo como consecuencia asentamientos perjudiciales en la estructura del pavimento. El drenaje transversal tiene por objeto dar paso expedito al agua que cruza de un lado a otro de la carretera. Alejar y regular el agua subterránea. Debe de controlarse el agua superficial del camino. Identificar el cruce de los arroyos o de los canales de drenaje artificiales. según la posición que guarden las obras respecto al eje de la carretera. disminuyendo su estabilidad. o La circulación de agua en cantidades excesivas sobre el pavimento. • Debe evitarse: o Que el agua de las cunetas humedezca la sub-rasante. en este tipo de drenaje se considera a las cunetas. Escuela académico profesional de ingeniería civil . o o • Se clasifica en superficial y subterráneo: o DRENAJE SUPERFICIAL: El drenaje superficial se clasifica. DRENAJE LONGITUDINAL CUNETAS. las cunetas por lo general tendrán sección triangular y las dimensiones serán fijadas de acuerdo a las condiciones pluviográficas. REGION Seca Lluviosa Muy lluviosa PROFUNDID AD (m) 0. Escuela académico profesional de ingeniería civil .50 0.IMGENIERIA DEL DRENAJE 2012 CARACTERÍSTICAS DEL DRENAJE SUPERFICIAL.50 1.30 0.D. 1.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. Según la N.P. de los taludes cuando existe cortes y del terreno natural adyacentes.50 ANCHO (m) 0.C.20 0. NOMENCLATURA Alcantarilla Pontón Puente ANCHO DE CAUCE 1m<L<=4m 4m< L< =10m L> 10m Fuente: Normas Peruanas para el Diseño de Carreteras.00 Los principales cruces de agua en una vía terrestre la constituyen los puentes. las alcantarillas y aliviaderos de cuneta.. Las alcantarillas se pueden clasificar en : Escuela académico profesional de ingeniería civil .. evitando la erosión al escurrir por los taludes y el aumento del caudal en las cunetas...IMGENIERIA DEL DRENAJE 2012 CONTRACUNETAS. su función es eliminar el agua que cae sobre la corona y evitar en lo posible que penetre en las terracerías.inclinación latera! a partir del eje del camino hacia los bordes en los tramos en tangente. tienen por finalidad interceptar el agua que escurre por las laderas y conducirlos hacia alguna cañada inmediata o parte baja del terreno. DRENAJE TRANSVERSAL Bombeo. 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.Son zanjas que se plantean aguas arriba de los taludes en las secciones en corte. 2. cuyo dimensionamiento se propone de la siguiente manera: FIG. N° 2. losas de concreto armado sobre estribos de mampostería de piedra o de concreto ciclópeo o simple. Suelen ser de concreto. Al plantear las cunetas. o láminas delgadas de acero. Escuela académico profesional de ingeniería civil . Las alcantarillas flexibles.IMGENIERIA DEL DRENAJE • 2012 Las alcantarillas rígidas. SECCION DE UNA CARRETERA CON DRENAJE APROPIADO a). observase que son dos cunetas: una principal y otra auxiliar. hierro fundido o arcilla. estas tendrán una pendiente longitudinal no erosiva con sección transversal según se indica en la Fig. Son generalmente tubos corrugados de metal. N° 2. Para la cuneta principal. IMGENIERIA DEL DRENAJE H = 0. de preferencia. Si el revestimiento e de concreto simple fc 140 kg/cm2. N° 3 UBICACION DEL PRIMER ALIVIADERO En la divisoria de aguas del tramo de pendiente adversa S3. Las cunetas deben descargar el agua a un cauce natural ó a un aliviadero. (Ver figura N° 03) FIG. mínimo. . en la sección final la velocidad máxima del flujo es la erosiva entonces la profundidad HA dependerá de esas consideraciones y debe cumplirse que HA=ZA+H+S2LX2. para pendiente mayor igual que 1% H = 0.7H con la cual se verificará la velocidad máxima no erosiva al revestimiento de la cuneta.40 a 0. incluidas las bermas T: Ancho superior de la cuneta H: Profundidad total de la cuneta.50m. N° 3). La profundidad del flujo debe ser: y ≤ 0.70m. para pendiente menor que 1% T=0. T = 0. Se entiende por sección final del tramo de una cuneta. En estas secciones la profundidad total es igual a H +Si Lxi. Donde: B: Ancho de la carretera ó camino. en los puntos donde la velocidad en la cuneta es erosiva y la sección no tiene capacidad hidráulica. 2012 b).1 B. Escuela académico profesional de ingeniería civil .30m.40 a 0. N° 3).0 m/s. donde Si es el tramo de la cuneta y Lxi es la distancia entre la sección inicial de la cuneta y la sección final de la misma (ver Fig. la velocidad máxima puede ser de 3. Para la cuneta auxiliar H=0. Partiendo de una divisoria de aguas de la carretera. Los taludes Z1 y Z4 dependen de su estabilidad al deslizamiento.50 a 0.50 m. . Los aliviaderos se ubican. la profundidad de la cuneta es “H’ (ver Fig. aquella donde se produce la descarga al aliviadero. el primer aliviadero se podría ubicar a la distancia Lx2. según se puede apreciar en la Fig. que puede ser de mampostería o de concreto. PROFUNDIDAD MINIMA DE LA CAJA DEL ALIVIADERO: B = ancho de la caja del aliviadero. su profundidad depende tanto de la cuneta como de la topografía del terreno que facilite la salida del agua por el cañón del aliviadero. FIG N° 5. El cajón de entrada. La geometría de la entrada de la alcantarilla o aliviadero puede tener gran influencia en la pérdida de entrada. La dimensión de las cajas perpendicular al ancho B debe ser lo suficiente para que descargue la cuneta y se pueda realizar una limpieza manual en dicha caja. Cualquier i . D = diámetro del cañón del aliviadero ó dimensión vertical de la sección cuando no es circular.IMGENIERIA DEL DRENAJE 2012 Un aliviadero se caracteriza por tener una caja en la cual descarga el agua de las cunetas. recibe el agua que corre por la cuneta. Dentro de la alcantarilla. N° 04. N° 5. luego entra al cañón del aliviadero.ésimo aliviadero se ubicará en el extremo final de la ó las cunetas que descargan en él. FIG. se tiene una pérdida adicional causada por la fricción de la pared. suficiente para realizar la limpieza manual. Escuela académico profesional de ingeniería civil . UBICACIÓN DE ALIVIADEROS Y PENDIENTE DE CUNETAS. Franco areno .Franco arenoso 0. Velocidad (m/s) para agua Tipo de terreno con arrastre de arena y grava 0.Limo arcilloso 0. Descarga en m3/s..6 . las relaciones básicas se indican mediante la conocida fórmula de Manning. se determinan mediante el flujo que va a escurrir por las mismas.1 .Cenizas volcánicas 1.0 . la pendiente y otras características de las cunetas.64 Vs= velocidad en m/s.Arena fina 0. Kennedy da la siguiente fórmula empírica Vs=0. El área a drenar por las cunetas es relativamente pequeña.7 .6 .limoso 0. se considera que capta el 80% de la lluvia que cae en la mitad del ancho total de la vía. Las cunetas generalmente se construyen de sección. Pendiente del canal Coeficiente de rugosidad de Manning. En un flujo uniforme. transversal triangular o trapecial y su diseño se basa en los principios del flujo en los canales abiertos. que no produce erosión ni colmatación Escuela académico profesional de ingeniería civil Q A S n : : : : . sino también con el objeto de hacerla de más fácil construcción y conservación.IMGENIERIA DEL DRENAJE CONSIDERACIONES HIDRAULICAS PARA EL DISEÑO DE CUNETAS: 2012 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). generalmente se proyectan estas para que den capacidad a fuertes aguaceros de 10 a 20 minutos de duración.548d0.Grava y cantos rodados VELOCIDADES MÁXIMAS QUE NO CAUSAN EROSION EN CANALES SIN REVESTIMIENTO Para canales en tierra. Área de sección en m. Las dimensiones.6 .5 . Es conveniente emplear una sección de cuneta constante no solo por la buena apariencia y seguridad del camino.Arcilla 2. nivelada y alisada 0. MATERIAL Roca firme Roca con fisuras Grava Cementadas Arcillas compacta ó Conglomera Arcilla con grava suelos francos Suelos francos con grava Limos arcillosos Limos arenosos Franco arenoso Arena suelta 2012 H :V ¼:1 ½: 1 ¾:1 1: 1 1: 1 1 ½: 1 1 ½: 1 2: 1 2: 1 3:1 Taludes recomendables para canales Material n 0.03 y sinuosos . para evitar erosión del concreto simple. Velocidad para evitar colmatación = recomendable 1. Algunos Valores de “n’ de Manning Cunetas revestidas de concreto: Vmáx= 2. puede arrastrar partículas de 50 mía como tamaño máximo.Lechos pedregosos 0.5m/s.Roca con salientes 0.5 m/s como mínimo que.30m Escuela académico profesional de ingeniería civil .03 . taludes ásperos.03 .Roca lisa y 0.04 uniforme .IMGENIERIA DEL DRENAJE d = tirante de agua en metros.Plantilla de tierra. si la profundidad del gua sería de 0.02 Tierra común. 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. CONOCIDOS Y1 Yc. con profundidad de agua requerida y4 Lw = distancia entre secciones (1) y (2). D = dimensión vertical máxima de la alcantarilla. D Escuela académico profesional de ingeniería civil . 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. Y4. CARACTERISTICÁS DE LOS TIPO DE FLUJO.IMGENIERIA DEL DRENAJE DISEÑO DE ALCANTARILLAS: 2012 El término alcantarilla también se referirá al término aliviadero con la finalidad de generalizar los conceptos de la hidráulica de alcantarillas. ubicado según el tipo de flujo dentro de la alcantarilla. aproximadamente 2m a 3 m L = Longitud del cañón ó barril So =Pendiente del cañón Por conveniencia de cálculo. el gasto a través de alcantarillas se divide en seis categorías con base en las alturas relativas de la carga y de los niveles aguas. IMGENIERIA DEL DRENAJE 2012 Escuela académico profesional de ingeniería civil .