UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES INFORME Nº 003-2015 UPLA DE
: JULCANI IBARRA, Sedequ!" Sedequ!" MARCAS #UA$RA, Lu%" M%&ue' SE(UIL #UAM)N, P!*' C!+'" VAR(AS RAMOS, Ju! C!+'" $ARASCA $ARASCA CARRASCO, CARRASCO, .ue"'/ .ue"'/ O!+
PARA
:
ASUNO FEC#A
IN( CASRO BALBIN, Ed!+d Docente del curso de Pavimentos
:
DRENAJE EN LAS VIAS :
Huancayo, 19 de febrero de 2015
Nos es grato dirigirnos a Ud. Docente encargado del curso de Pavimentos, IN( CASRO BALBIN, Ed!+d motivo !ara el cual !asamos !asamos a informar informar sobre sobre el traba"o desarrollado desarrollado #Dren #Drena"e a"e en las $%as &'(ilca & Huancayo ) *un%n+, efectuado como !arte !ractica en el curso, realiado el d%a 10 de febrero del !resente a-o, ue se desarroll/ !or com!leto y sin ningn inconveniente i nconveniente mayor. mayor. in ms ue informarle, nos des!edimos de Ud. 3tte.
JULCANI IBARRA, Sedequ!" Sedequ!" #UA$RA, Lu%" M%&ue'
SEUIL #UAMAN, P!u' C!+'" Ju! C!+'"
$ARASCA $ARASCA CARRASCO, CARRASCO, .ue"'/ .ue"'/ O!+
MARCAS
VAR(AS RAMOS,
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INRODUCCION 4os sistemas de drena"e son un con"unto de obras (idrulicas cuya nalidad es recolectar, conducir y dis!oner de aguas servidas y de lluvias, !ara evitar ue se originen !roblemas de ti!o sanitario e inundaciones. 6ambi7n 6ambi7n se entiende entie nde !or istema de 3lcantarillado al con" co n"un unto to ac acci cion ones es,, ma mate teri rial ales es o no dest destin inad adas as a evit evitar ar en la medida de lo !osible ue las aguas de origen !luviales causen da-os a las !er erso son nas o las !ro!iedades en las las ciud iudades u obstaculicen el normal desenvolvimiento de la vida urbana. Dentro del t7r 7rm mino ino de aguas !luv luviales les ueda edan com!rend endidas idas no sola so lam mente ente las las orig riginal inales es de las las !rec !reci! i!it itac acio ione ness
ue ue ca caen en
direc directam tamen ente te so sobr bre e las las agua aguass urba urbani nia ada dass ue ue co confo nform rman an la !obl !oblaci aci/n /n sino sino tamb tambi7n i7n aue auell llas as ue ue se !reci !reci!i !iten ten so sobr bre e otra otrass reas !ero discurran a trav7s de la ciudad, bien sea !or los cauces cauces naturales, conductos articiales o sim!lemente a lo largo de su su!ercie.
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1 OBJEIVOS 11 OBJEIVO (ENERAL -
Presentar un informe en donde se describan la clasicaci/n de Drena"es de acuerdo como se escurra el agua en el ector visitado !ara controlar el drena"e de la v%a.
12 OBJEIVOS ESPECIFICOS 8ntender c/mo se !ueden determinar las soluciones ue se !ueden ado!tar en la estabiliaci/n de v%as, desde el !unto de vista de drena"es viales. - 3do!tar las soluciones vistas al conocimiento aduirido, ue sirva como refuero a los conce!tos. - 8ntender la afectaci/n del entorno regional a una v%a local, lo cual nos !ermite !lantear las soluciones ms econ/micas y ecientes ue !ermiten controlar los movimientos en masa, sean estos naturales o causados !or las mismas actividades desarrolladas !ara la construcci/n de una v%a. -
2 MARCO EORICO DRENAJE DE CARREERAS 8l drena"e es uno de los factores ms im!ortantes en el dise-o de carreteras, !ues de!ende de su correcto funcionamiento el desem!e-o /!timo de la carretera. Debe de controlarse el agua su!ercial del camino.
denticar el cruce de los arroyos o de los canales de drena"e articiales. 3le"ar y regular el agua subterrnea.
Debe evitarse:
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;ue el agua de las cunetas (umedeca la sub) rasante, originando cambios volum7tricos !er"udiciales. 4a circulaci/n de agua en cantidades e
e clasica en su!ercial y subterrneo:
D=8N3*8 UP8=>'34: 8l drena"e su!ercial se clasica, segn la !osici/n ue guarden las obras res!ecto al e"e de la carretera, en !aralelo o transversal. 4a denominaci/n de longitudinal se debe a ue 7stas se ubican a!ro
D=8N3*8 U? &UP8=>'34 8l drena"e sub)su!ercial tiene !or ob"eto !roteger al camino del da-o ue le !uede causar el agua ue se encuentra en el terreno !or deba"o de 7l.
CARACER4SICAS DEL DRENAJE SUPERFICIAL 1 DRENAJE LON(IUDINAL CUNEAS- on canales ue se (acen en todos los tramos en ladera y corte cerrado de un camino y sirven !ara interce!tar el agua su!ercial ue !roviene del mismo, de los taludes cuando e
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES egn la N.P.D.', las cunetas !or lo general tendrn secci/n triangular y las dimensiones sern "adas de acuerdo a las condiciones !luviogrcas. =8@AN eca 4luviosa uy lluviosa
P=A>UNDD3D BmC 0.20 0.E0 0.50
3N'HA BmC 0.50 0.50 1.00
4os !rinci!ales cruces de agua en una v%a terrestre la constituyen los !uentes, las alcantarillas y aliviaderos de cuneta. NA8N'436U=3 3lcantarilla Pont/n Puente
3N'HA D8 '3U'8 1mF4FGm mF 4F G10m 4I 10m
>uente: Normas Peruanas !ara el Dise-o de 'arreteras.
CONRACUNEAS- on an"as ue se !lantean aguas arriba de los taludes en las secciones en corte, tienen !or nalidad interce!tar el agua ue escurre !or las laderas y conducirlos (acia alguna ca-ada inmediata o !arte ba"a del terreno, evitando la erosi/n al escurrir !or los taludes y el aumento del caudal en las cunetas.
2 DRENAJE RANSVERSAL ?ombeo.) inclinaci/n lateral a !artir del e"e del camino (acia los bordes en los tramos en tangente, su funci/n es eliminar el agua
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES ue cae sobre la corona y evitar en lo !osible ue !enetre en las terracer%as. 3lcantarillas y aliviaderos.) on estructuras de forma diversa ue tienen !or funci/n conducir y desalo"ar lo ms r!ido !osible el agua de las (ondonadas y !artes ba"as del terreno ue atraviesa el camino.
4as alcantarillas se !ueden clasicar en: 4as alcantarillas r%gidas. uelen ser de concreto, losas de concreto armado sobre estribos de mam!oster%a de !iedra o de concreto cicl/!eo o sim!le, (ierro fundido o arcilla.
4as alcantarillas Je
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3l !lantear las cunetas, estas tendrn una !endiente longitudinal no erosiva con secci/n transversal segn se indica en la >ig. NK 2 observase ue son dos cunetas: una !rinci!al y otra au
de la siguiente manera:
>@. NK 2. 8''AN D8 UN3 '3==868=3 'AN D=8N3*8 3P=AP3DA aC. Para la cuneta !rinci!al. H G 0.0 a 0.50m. , !ara !endiente mayor igual ue 1L H G 0.50 a 0.M0m. , !ara !endiente menor ue 1L 6G0.1 ?, m%nimo. Donde: ?: 3nc(o de la carretera / camino, incluidas las bermas 6: 3nc(o su!erior de la cuneta H: Profundidad total de la cuneta. bC. Para la cuneta au
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES i el revestimiento e de concreto sim!le fc 10 gQcm2, la velocidad m
>@. NK E U?'3'AN D84 P=8= 34$3D8=A 8n la divisoria de aguas del tramo de !endiente adversa E, la !rofundidad de la cuneta es #HR Bver >ig. NK EC, en la secci/n nal la velocidad mig. NK EC. Un aliviadero se caracteria !or tener una ca"a en la cual descarga el agua de las cunetas su !rofundidad de!ende tanto de la cuneta como de la to!ograf%a del terreno ue facilite la salida del agua !or el ca-/n del aliviadero.
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FIG. N° 04. PROFUNDIDAD MINIMA DE LA CAJA DEL ALIVIADERO:
? G anc(o de la ca"a del aliviadero, suciente !ara realiar la lim!iea manual. D G dimetro del ca-/n del aliviadero / dimensi/n vertical de la secci/n cuando no es circular. 'ualuier i ) 7simo aliviadero se ubicar en el eig. NK 5.
>@ NK 5. U?'3'N D8 34$3D8=A V P8ND8N68 D8 'UN863. 4a dimensi/n de las ca"as !er!endicular al anc(o ? debe ser lo suciente !ara ue descargue la cuneta y se !ueda realiar una lim!iea manual en dic(a ca"a. 8l ca"/n de entrada, ue !uede ser de mam!oster%a o de concreto, recibe el agua ue corre !or la cuneta, luego entra al ca-/n del aliviadero. 4a geometr%a de la entrada de la alcantarilla o aliviadero !uede tener gran inJuencia en la !7rdida de entrada. Dentro de la alcantarilla, se tiene una !7rdida adicional causada !or la fricci/n de la !ared.
CONSIDERACIONES #IDRAULICAS PARA EL DISEO DE CUNEAS:
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES 4as cunetas son an"as ue se (acen a ambos lados del camino con el !ro!/sito de recibir y conducir el agua !luvial de la mitad del camino Bo de todo el camino en las curvasC. 8l rea a drenar !or las cunetas es relativamente !eue-a, generalmente se !royectan estas !ara ue den ca!acidad a fuertes aguaceros de 10 a 20 minutos de duraci/n, se considera ue ca!ta el W0L de la lluvia ue cae en la mitad del anc(o total de la v%a. 4as dimensiones, la !endiente y otras caracter%sticas de las cunetas, se determinan mediante el Ju"o ue va a escurrir !or las mismas. 4as cunetas generalmente se construyen de secci/n, transversal triangular o tra!ecial y su dise-o se basa en los !rinci!ios del Ju"o en los canales abiertos. 8n un Ju"o uniforme, las relaciones bsicas se indican mediante la conocida f/rmula de anning.
; 3 n
: Descarga en mEQs. : Xrea de secci/n en m. : Pendiente del canal : 'oeciente de rugosidad de anning. 8s conveniente em!lear una secci/n de cuneta constante no solo !or la buena a!ariencia y seguridad del camino, sino tambi7n con el ob"eto de (acerla de ms fcil construcci/n y conservaci/n. 6i!o de terreno $elocidad BmQsC !ara agua con arrastre de arena y grava 3rena na 0.5 >ranco arenoso 0.Y 4imo arcilloso 0.Y >ranco areno ) limoso 0.M 'enias volcnicas 0.Y .3rcilla 1.1 @rava y cantos rodados 2.0
VELOCIDADES M)6IMAS 7UE NO CAUSAN EROSION EN CANALES SIN REVESIMIENO Para canales en tierra, Zennedy da la siguiente f/rmula em!%rica
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES $sG0.5Wd0.Y $sG velocidad en mQs, ue no !roduce erosi/n ni colmataci/n d G tirante de agua en metros. 368=34 H :$ -
=oca rme =oca con suras @rava 'ementadas 3rcillas com!acta / 'onglomera 3rcilla con grava suelos francos uelos francos con grava 4imos arcillosos 4imos arenosos >ranco arenoso 3rena suelta
[:1 \: 1 ]:1 1: 1 1: 1 1 \: 1 1 \: 1 2: 1 2: 1 E:1
6aludes recomendables !ara canales aterial
n
- 6ierra comn,
0.02
nivelada y 0.0E alisada 0.0 - =oca lisa y uniforme 0.0E - =oca con 0.0E salientes y sinuosos - 4ec(os !edregosos - Plantilla de tierra, taludes s!eros. 3lgunos $alores de #nR de anning 'unetas revestidas de concreto: $m
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES $elocidad !ara evitar colmataci/n G recomendable 1.5 mQs como m%nimo ue, !uede arrastrar !art%culas de 50 m%a como tama-o m
DISEO DE ALCANARILLAS: 8l t7rmino alcantarilla tambi7n se referir al t7rmino aliviadero con la nalidad de generaliar los conce!tos de la (idrulica de alcantarillas. 8l gasto de una alcantarilla se determina a!licando las ecuaciones de continuidad y de energ%a entre las secciones de llegada y una secci/n aguas aba"o, ubicado segn el ti!o de Ju"o dentro de la alcantarilla.
D G dimensi/n vertical m
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES '3=3'68=6'X D8 4A 6PA D8 >4U*A, 'ANA'DA V1 Vc, V, D
3 C+%8e+%" &ee+!'e" 9!+! e' d%"e de ;+!" de d+e!
>actores del clima: se debe tomar en cuenta los estudios del clima a!reciando si es muy lluvioso la ona o muy seca o de!endiendo de c/mo se !ara !oder realiar el res!ectivo y correcto drena"e !ara la correcta salida de las aguas enc(arcadas o allegadas. >actores to!ogrcos: Dentro de este gru!o se engloban circunstancias de ti!o f%sico, tales como la ubicaci/n de la carretera res!ecto del terreno natural contiguo, en desmonte, terra!l7n o media ladera, la ti!olog%a del relieve eactores (idrol/gicos: Hacen referencia al rea de la cuenca de rece!ci/n y a!orte de aguas su!erciales ue afecta directamente a la carretera, as% como a la !resencia, nivel y caudal de las aguas subterrneas ue !uedan inltrarse en las ca!as inferiores del rme. >actores geot7cnicos: 4a naturalea y caracter%sticas de los suelos e
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES Una ve so!esados estos factores se !rocede al dise-o de la red de drena"e, ue deber cum!lir los siguientes ob"etivos: •
•
•
•
8vacuar de manera eca y lo ms r!idamente !osible el agua ca%da sobre la su!ercie de rodadura y los taludes de la e
6odos los anteriores !untos estn como siem!re su!editados a la econom%a de la obra, !or lo ue la soluci/n ado!tada debe tener en cuenta dos condicionantes adicionales: −
−
8l coste inicial de construcci/n e im!lantaci/n del sistema de drena"e. 4os costes de re!araci/n y mantenimiento de la infraestructura de drena"e a lo largo de la vida til de la carretera.
_ >actores geol/gicos: deben !ro!orcionar al !royectista, en cada una de las fases del !royecto, informaci/n suciente sobre las caracter%sticas geol/gicas del terreno afectado gran im!ortancia en la fase de !royecto ya ue reducen la incertidumbre ue siem!re e
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES condiciones (idrol/gicas y de drena"e. 8stos estudios tienen una gran im!ortancia en la fase de !royecto ya ue reducen la incertidumbre ue siem!re e
= INFORME DE VISIA DE CAMPO 4a visita de cam!o se reali/ en la $%a *acinto barra es!ec%camente en el sector & 6ara!ac y 4eoncio !rado.
=1UBICACI>N: 4os tramos analiados se encuentran en la siguiente ubicaci/n !ol%tica:
De9!+8!e8 : *un%n : Huancayo P+?%@%! : '(ilca D%"8+%8 Lu&!+ : 3v. *acinto barra
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AV. OCOPILLA
AV. LEONCIO PRADO
AV. TARAPACA AV. JACINTO IBARRA
4a v%a *acinto barra es un corredor vial ue comunica a los llanos orientales con el centro de la ciudad de Huancayo.
=2 DESARROLLO DE LA VISIA DE CAMPO
4a visita se reali/ en una eta!a, comenando !or el sector de la intersecci/n de la av. 4eoncio Prado y *acinto barra, donde se observaron obras de drena"e y de estabiliaci/n realiados !ara la v%a. eguidamente se reali/ una segunda observaci/n en el tramo de 6ara!ac y la av. Aco!illa las cunetas estaban saturadas de lodo y tierra adems de basura im!idiendo el drena"e de las aguas de lluvia en la v%a. 4as bermas 8stos elementos encauan convenientemente al agua colectada si se les da una !endiente a!ro!iada (acia lavaderos, ba"adas o estructuras anlogas. e observaron las cunetas 6ambi7n la cuneta !uede recibir agua ue (aya ca%do sobre la corona de la v%a, cuando la
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES !endiente transversal de 7sta tenga la inclinaci/n a!ro!iada !ara ello
PROBLEMAS RELACIONADOS CON EL A(UA EN LOS PAVIMENOS
e observ/, erosi/n y bombeo en las ca!as de so!orte de los !avimentos Des!rendimiento del ligante ue rodea los agregados !7treos en las meclas asflticas e afecta la seguridad de los usuarios en instantes de lluvia, debido a la !osibilidad de sal!icaduras.
LOS DAOS DEL PAVIMENO RELACIONADOS CON LA #UMEDAD SE ENCUENRAN EN LAS SI(UIENES CAE(OR4AS:
Debilitamiento de las ca!as del !avimento Degradaci/n de los materiales Bdes!rendimiento y erosi/n de meclas asflticas erosi/n de otros materiales del !avimento bombeo, escalonamiento y agrietamiento en !avimentos r%gidosC. Perdida de ad(erencia entre ca!as.
CARACERIACION: 8n nuestro !a%s los !roblemas de drena"e son cada ve ms agudos, !roducto de un inadecuado mane"o de las aguas en las onas de riego, o !or e
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CONCLUCIONES •
8s im!ortante conocer el dise-o de los sistemas de drena"e en carreteras !ara ue sea com!leto el conocimiento sobre
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES las v%as terrestres. •
8l dato ms im!ortante !ara !oder realiar el dise-o de las obras de drena"e, es la intensidad ya ue el caudal de!ende fundamentalmente de la misma.
•
4a to!ograf%a es im!ortante !ara este ti!o de obras, ya ue sin ella ser%a !rcticamente im!osible, obtener los datos reales de cam!o.
•
e concluye des!u7s del traba"o realiado ue casi siem!re cum!lir el caudal establecido !or la secci/n ti!ia ue manda el reglamente de carreteras, e
•
8l !royectista debe conocer !erfectamente el recorrido del sistema de drena"e a dise-ar, es im!ortante la eta!a de reconocimiento de terreno muy im!ortante.
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES RECOMENDACIONES •
e recomienda ue el !royectista debe efectuar de manera minuciosa el reconocimiento del terreno !ara !oder tener as% mayor criterio al momento de ubicar las obras de drena"e.
•
e debe tener en cuenta en el cambio de secci/n de las cunetas, en lo !osible no cambiar el talud de las mismas, !ara un me"or y ms r!ido !roceso constructivo.
•
e debe !referiblemente aumentar solo el anc(o de las cunetas, no la !rofundidad !ara un ms eciente !roceso constructivo.
•
Ubicar las contracunetas con un buen criterio y 3nlisis de la situaci/n !ara evitar gastos vanos.
•
Debemos tener muc(o cuidado al momento de arrastrar caudales, !ara as% no obviarlos y evitar as% ue des!u7s rebalse el nivel del agua en las cunetas mal dise-adas.
BIBLIO(RAF4A
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES
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19W9. ' ^^^.itm.gob.m< #nstituto e
