DISEÑO DE PAVIMENTOS-Obras de drenaje y subdrenaje

DISEÑO DE PAVIMENTOSIngeniero. Henry Martínez BarbosaEsp. Vías y Transporte UNAL.

Pereira‐Risaralda‐ColombiaOBRAS DE DRENAJE Y SUBDRENAJE

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJE

IMPORTANCIA DEL DRENAJE EN LAS CARRETERAS

- El agua no drenada altera las propiedades de los materiales en las calles y facilita su rápida deformación y destrucción.

- Hace perder resistencia a las bases y suelo.

- Se garantiza más durabilidad de la carretera en construcción.

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJEIMPORTANCIA DEL DRENAJE EN LAS CARRETERAS

http://noticiasrogeralonso.blogspot.com.co/2011/06/via‐boaco‐matiguas‐en‐mal‐estado.html

http://www.urng‐maiz.org.gt/2016/07/

http://losvencedoresabogados.blogspot.com.co/2014/03/diseno‐de‐caminos‐defectuoso.html

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJECRITERIOS DE DISEÑO

Factores topográficos:Dentro de este grupo se engloban circunstancias de tipo físico, tales como la ubicación de la carretera respecto del terreno natural contiguo- en desmonte, terraplén o a media ladera, la tipología del relieve existente- llano, ondulado, accidentado- o a la disposición de sus pendientes en referencia a la vía.

Factores hidrológicos:Hacen referencia al área de la cuenca de recepción y aporte de aguas superficiales que afectan directamente a la carretera, así como la presencia, nivel y caudal de las aguas subterráneas que puedan infiltrarse en las capas inferiores del firme.

Factores geotécnicos:La naturaleza y características de los suelos existentes en la zona condicionada la facilidad con la que el agua puede llegar a la via desde su punto de origen, así como la posibilidad de que ocasione corrimientos o una erosión excesiva del terreno. Las propiedades a considerar son aquellas que afectan a su permeabilidad, homogeneidad, estratificación o compacidad, influyendo también la existencia de vegetación

CRITERIOS DE DISEÑO

Factores topográficos

Ubicación de la vía

Terreno de fundación. (corte, lleno)

Tipo de relieve.(plano, ondulado, montañoso)

Factores Hidrológicos

Área de la cuenca de aporte de agua superficial.

Nivel freático

Aguas subterráneas

FACTORES GEOTECNICOS

Características de suelos

Erosionables, permeables, homogeneidad etc.

http://www.hoy.com.ni/2014/01/07/un‐desastre‐as%C3%AD‐se‐puede‐calificar‐el‐estado‐de‐la/

http://korean.people.com.cn/85279/309417/index.html

http://www.thestate.com/opinion/opn‐columns‐blogs/cindi‐ross‐scoppe/

http://japan.xinhuanet.com/2016‐08/31/c_135647627.htm

http://serve.mt.gov/readymontana‐news/

Puntos de entrada de agua de infiltración en un pavimento

OBRAS DE DRENAJE

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJE Y SUBDRENAJE

Objeto principal : CONTROLAR EL AGUA

AS DE DR

El bombeo

Los Bordillos

Los lavaderos

Las Cunetas

La Vegetación

Zanjas de coronación

Las Alcantarillas

AS DE SU

Subdreneslongitudinales

Capas drenantes

Pendiente transversal que se da en las carreteras y aeropistas para permitir que el agua que cae directamente sobre ellas escurra hacia sus dos hombros. En una vía debe tener una pendiente del 2%. En las carreteras de pavimento rígido y aeropistas debe ser de 1.5%

Está pendiente ayuda a eliminar o reducir el hidroplaneo (aquaplaning) que se presenta como consecuencia de un inadecuado control de las aguas superficiales sobre la rasante de una vía.

EL BOMBEO

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJEEL BOMBEO

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJEEl peralte es la inclinación transversal, en relación con la horizontal, que se da a la calzada hacia el interior de la curva, para contrarrestar el efecto de la fuerza centrífuga de un vehículo que transita por un alineamiento horizontal en curva.Dicha acción está contrarrestada también por el rozamiento entre ruedas y pavimento.

CARRETERAS PRIMARIAS Y SECUNDARIAS.

‐No incomoda vehículos con centro de gravedad muy alto al circular con velocidades menores que podrían

volcarse.

TERCIARIAS.‐Terreno montañoso y escapado que no permite tener amplias entre tangencias

para transición de peralte.

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJELOS BORDILLOS

Son estructuras colocadas en el borde exterior, borde opuesto o en la parte inferior del terraplén en curva. Son pequeños bordos que forman una barrera para conducir el agua hacia los lavaderos o bajantes, evitando erosiones en los taludes y saturación de estos por el agua que cae sobre la corona de la vía.

http://www.structuralia.com/

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJELOS BAJANTES

También son conocidos como aliviaderos. Son estructuras que recogen las aguas de las zanjas de coronación que no se pueden entregar a corrientes naturales o de cunetas de terraplén (en este caso también recibe el nombre de lavadero) y las conducen hacia la parte inferior del talud. Su diseño se realiza como el de una rápida lisa o escalonada y, por lo general, requiere una obra de disipación de energía

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJELOS BAJANTES

http://www.prefabricadosalberdi.com/alberdi/de/bajantes‐de‐talud.asp?cod=2448&nombre=2448

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJELAS CUNETAS

Son zanjas —con o sin revestimiento— construidas paralelamente a las bermas y están diseñadas para facilitar el drenaje superficial longitudinal de la carretera. Su geometría puede variar según las condiciones de la vía y del área que drenan.En el Manual de drenaje para carreteras (2009), el Instituto de Nacional de Vías (Invías) recomienda las secciones transversales parabólicas, triangulares y otras.

Secciones transversales parabólicas.Se caracterizan por ser secciones transversales constructivamente complejas y de baja capacidad hidráulica. Este tipo de sección es la más adecuada en aquellos tramos viales en los que se presenta entrada y salida permanente de vehículos, como por ejemplo estaciones de servicio, locales comerciales, etc.

http://www.coletanche.com/fr/references/transport/routes/172

Secciones transversales triangulares. Son las secciones transversales más sencillas de construir. Se construyen donde la circulación vial es esporádica o nula, y es la más común en el medio ingenieril debido a que cumple con las recomendaciones mínimas de seguridad vial.

http://grupoantaresconstruc.wix.com/grupoantares#!movinghttp://www.mecanal.com/QH_Cunetas.html

http://www.cosanher.com/single‐post/2015/05/27/DRENAJE‐EN‐CARRETERAS

Otras secciones transversales. Las secciones rectangulares o trapezoidales son útiles para transportar mayor volumen de agua. Estas secciones, por ser profundas o con taludes altos, hacen infranqueables o dificultan en gran manera la salida de vehículos, por lo que, en caso de ser empleadas, deben estar acompañadas de barreras de seguridad, bordillos o guardarruedas

http://brizuelayvillafanesrl.com/?p=7

secciones rectangulares

También hay que pensarEn la SEGURIDAD vial.

http://www.lapatriaenlinea.com/?nota=106475

https://construblogspain.wordpress.com/2014/01/09/cunetas‐revestidas‐de‐hormigon/

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJELA VEGETACION

La más efectiva forma de proteger los taludes de un corte o un terraplén contra la acción erosiva del agua superficial, están retardan el escurrimiento, disminuyendo la energía del agua

http://www.paimed.com/

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJELA VEGETACION

http://www.andex.com.pe/web/soluciones/revegetacion‐autosostenible.html

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJEZANJAS DE CORONACION

Son zanjas cavadas en terreno natural, que se localizan en la parte superior de los taludes de los cortes, con la finalidad de interceptar el agua superficial que escurre ladera abajo, para evitar la erosión del talud y el congestionamiento de las cunetas

Obras Quito @ObrasQuito 26 ene. 2015

Las zanjas de coronación deben ser totalmente impermeabilizadas para evitar infiltraciones que puedan afectar el talud de la vía y que la impermeabilización se complemente con un correcto mantenimiento en el que, al menos cada dos años, se reparen las fisuras y las grietas que se presenten.

ZANJAS DE CORONACION

http://guidoriosciaffaroni.blogspot.com.co/2014/11/cueva‐del‐ingeniero‐civil_14.html

ZANJAS DE CORONACION

Su finalidad es permitir el paso transversal del agua sobre un camino, sin obstaculizar el paso. En el drenaje transversal encontramos:

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJEDRENAJE TRANSVERSAL

‐ALCANTARILLAS‐PUENTES‐ PUENTES ‐ VADO‐ BÓVEDAS‐ BOX COULVERT

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJELAS ALCANTARILLAS

Es una estructura responsable del drenaje transversal; es decir del paso del agua a través de la obra, en una dirección más o menos perpendicular a ella.

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/102803/MODULO_ACADEMICO/leccin_26_diseo_y_construccin_de_caminos.html

LAS ALCANTARILLAS

http://drtcp.gob.pe/view_noticias.php?enlace=Detalle_Noticia&id=215

http://www.structuralia.com/es/blog/10001905‐mantenimiento‐de‐los‐elementos‐de‐desaguee‐y‐de‐drenaje‐en‐carreteras

http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?t=1695719&page=56

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJEPUENTE VADO

El puente – vado, es una estructura en forma de puente y con características de vado, que permite el paso del agua a través de claros inferiores en niveles ordinarios, y por la parte superior cuando se presentan avenidas con aguas máximas extraordinarias.

http://laopcion.com.mx/noticia/4400

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJEPUENTE‐ VADO

http://www.pizarra.es/cj_actualidad.php?ic=2&pageNum_rsactualidad=60

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJEBOVEDAS

Las bóvedas de medio punto construidas con mampostería son adecuadas cuando requerimos salvar un claro con una altura grande de la rasante al piso del rió.

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJELOS PUENTES

Los puentes pueden ser de varios tipos, pero deben cubrir todo o casi todo el ancho del río. Cuando los puentes no cubren todo el ancho del río, esto lleva a problemas durante las crecientes. Generalmente, el río reclama su ancho completo, poniendo en peligro la estabilidad de la estructura. Las velocidades excesivas cerca de los pilares pueden causar erosión local y falla de los puentes

http://www.transportestrg.com/aporta‐capufe‐109‐millones‐para‐construccion‐y‐mantenimiento‐de‐puentes‐y‐carreteras/

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJEBOX COULVERT

Es una alcantarilla en forma de caja o cajón, asise conoce como alcantarillas de cajón.

http://shawprecastsolutions.ca/spans‐crossings/box‐culverts/

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJEBOX COULVERT

Flujo de ganado?.

PAVIMENTO OBRAS DE SUBDRENAJE

Los objetivos del drenaje interno de las carreteras son:• Facilitar la ejecución de las explanaciones durante la fase de construcción de la carretera.

• Aumentar la capacidad portante de la subrasante y reducir así el espesor del pavimento.

• Contribuir en la estabilidad de los taludes mediante la orientación más favorable de los flujos de agua interna

PAVIMENTO

En la fase de modernización de una carretera existente, como en la fase de construcción inicial, los subdrenes longitudinales son los dispositivos básicos de drenaje interno en zonas de corte y sus principales funciones son:

• Abatimiento de un nivel freático.

• Eliminación de aguas de filtración.

• Derivación de fuentes de agua situadas debajo de la subrasante.

OBRAS DE SUBDRENAJESUBDRENES LONGITUDINALES

PAVIMENTO

Sección transversal de un Subdremlongitudinal de zanja según la práctica mexicana

Disposición de las perforaciones en tuberías para subdrenaje

PAVIMENTO

DREN TRADICIONALTambién llamado dren francés, son subdrenajes laterales para carreteras. Estos drenes son adecuados cuando la única pendiente disponible en la vía es el bombeo o los peraltes, o cuando la pendiente longitudinal es menor o igual a la pendiente transversal (bombeo o peralte). El caso límite para usar drenajes laterales es cuando dichas pendientes se igualan, por lo tanto el agua corre formando un ángulo de 45º con el eje. El dren tradicional está conformado por una grava seleccionada envuelta en geotextil, con o sin la inclusión de un tubo perforado.

Pavco Geosistemas. Sistemas de drenaje. Bogotá D.C.: Pavco, 2010.

PAVIMENTO OBRAS DE SUBDRENAJESUBDRENES LONGITUDINALES

GEODRÉN VIALEl nombre de esta estructura hidráulica proviene de la empresa Pavco, y también espromocionada como Drenamax con tubería por Syntex Geosynthetics. Este dren es unaalternativa al sistema de drenaje tradicional y está conformado por un geodrén planar, unatubería corrugada de drenaje y grava seleccionada.

Pavco Geosistemas. Sistemas de drenaje. Bogotá D.C.: Pavco, 2010.

PAVIMENTO OBRAS DE SUBDRENAJESUBDRENES MUROS DE CONTENCION

PAVIMENTO OBRAS DE SUBDRENAJE

https://construblogspain.wordpress.com/2014/01/23/dren‐frances‐ejecucion‐y‐caracteristicas/

SUBDRENES LONGITUDINALES

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJEOBRAS DE SUBDRENAJECAPAS DRENANTES

Pueden preverse en zonas de cortes o de terraplenes

En las zonas de corte una capa drenante se construye encima de la subrasante como primera capa del pavimento;permite recoger el agua de filtración o el agua de origen interior; se conecta imperativamente con subdrenes longitudinales localizados a ambos lados de la banca. Cuando la subrasante atraviesa una formación con fuentes de agua, es conveniente asociar la capa drenante con una red de subdrenes oblicuos dispuestos en forma de espina de pescado

En zona de terraplén, puede preverse la interposición de una capa drenante entre el terreno natural y el cuerpo del terraplén, especialmente en el caso de construcción de un terraplén sobre suelos compresibles; en algunos casos se completa este sistema de aceleración de la consolidación con pozos verticales, llenados con arena y unidos en su parte superior con la capa drenante.

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJEOBRAS DE SUBDRENAJE

Dren colector longitudinal (dren lateral de base)

Dren lateral de base con geodrén

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJEOBRAS DE SUBDRENAJE

Tubería Rigida de salida

Tubería Longitudinal

Flujo10-años

Cuneta

PavimentoBase Permeable

Capa de Separación

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJEOBRAS DE SUBDRENAJEEl interesante 'Asfalto Poroso o Drenante' que trae la nueva generación de carreteras

http://www.publimotos.com/es/index.php/noticias/actualidad/1241‐las‐grandes‐utilidades‐del‐asfalto‐poroso‐o‐drenante‐que‐trae‐la‐nueva‐generacion‐de‐calles

Asfalto Concreto

PAVIMENTO OBRAS DE DRENAJEOBRAS DE DRENAJE Y SUBDRENAJE

FUENTES CONSULTADAS.

• Ingeniería de Pavimentos. Fundamentos, estudios básicos y diseño. Alfonso Montejo Fonseca. Universidad Católica de Colombia. Tercera edicion.2008

• Pavimentos. Teoría, diseño, geología, estudio económico y fallas. Ing. Fernando Sánchez Sabogal. Instituto Nacional de Vías.

• Julián Andrés Pulecio‐Díaz. Universidad Cooperativa de Colombia‐Sede Ibagué TIPOLOGÍA OBRAS DE DRENAJE Y SUBDRENAJE EN VÍAS

DISEÑO DE PAVIMENTOS-Obras de drenaje y subdrenaje

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