Dip Di p lo mad mado o y Maes Ma esttría en Ing Ing e ni nie e ría Vi Via a l c o n me me nc nciió n y Ca C a rre ter tera a s, Puentes Pue ntes y Túne Túnelle s
MÓDULO de Hidrología, Hidráulica y Drenajes de Carreteras
Hans Paul Sánchez Tueros Universitatt Pol Universita Politècni itècnica ca de Catal Cataluny unya. a. Barce BarcelonaT lonaTech ech Centre Cen tre Intern Internaci aciona onall de Mètode Mètodes s Num Numèri èrics cs en Enginy Enginyeria eria Instituto de Investigación Flumen
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DISE DIS EÑO DE C UNETA S Definición Las
cunetas son zanjas longitudinales revestidas o sin revestir, ubicadas a ambo am boss lad lados os o a un so solo lo la lado do de la ca carr rret eter era, a, co con n el ob obje jeto to de ca capt ptar ar,, conducir cond ucir y eva evacuar cuar adecuada adecuadament mentee los flujos flujos del agua agua superficia superficial.l. Se proyectarán para todos los tramos al pie de los taludes de corte, longitudinalmente paralela y adyacente a la calzada del camino Podrán ser de diversos materiales pero resistente a la erosión. secc cciión tr tran anssver ersa sall pue uede de se serr de ti tipo po tr tria iang ngul ular ar,, tr trap apeezoi oid dal al,, Su se parabólicas o rectangular, siendo preferentemente de sección triangular por ser más económico y seguro para los vehículos. Sus dimensiones serán calculadas adecuadamente para transportar las aguas de la calzada y laderas.
DISE DIS EÑO DE C UNETA S
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Tiip o s d e se T sec c ió n d e cuent c uenta a La
sección transversal de la vía y dentro de ella la de la cuneta, juega un papel fundamental en la seguridad vial Cune neta tass co con n un unaa sec secci ción ón in inad adecu ecuad adaa pu pued eden en or orig igin inar ar pr prob oblem lemas as de Cu encunetamiento de los vehículos e incluso vuelco Secciones rectangulares o trapezoidales profundas o con taludes altos dificultan la salida de vehículos, por lo que, en caso de ser empleadas, deben estar acompañadas de losas de paso, bordillos de protección
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Tiip o s d e se T sec c ió n d e cuent c uenta a
DISE DIS EÑO DE C UNETA S O b ra s d e pa p a so de d e c uent enta as
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Si no se p o ne nen n ob o b ra s d e p a so
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Secciones Parabólicas Las
secciones parabólicas tiene la desventaja que su construcción es complicada y tiene baja capacidad hidráulica Pero son adecuadas en aquellos tramos viales donde se presenta entrada y sa salilida da pe perm rmaane nen nte de veh ehíc ícul ulos os (e (esstac acio ione ness de se serv rvic icio io,, lo loccal ales es comerciales, etc.) Son muy poco utilizadas
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Sec c io ne ness Tria ng ngul ula a res Mientras
que las secciones triangulares son las más sencillas de construir. Dentro de las cunetas triangulares, es necesario limitar las pendientes de la cuneta y la profundidad, existiendo para ello diferentes normas a nivel internacional. La normativa española ( Ministerio De Obras Públicas, Transportes Y Medi Me dio o Am Ambi bien ente te,, “D “Dre rena naje je su supe perf rfic icia ial. l. In Inst stru rucci cción ón 5. 5.2‐ 2‐IC IC,, Ma Madr drid id,, Es Espa paña ña,, 19 1990 90) se imponen pendientes máximas del lado de la calzada de 5H : 1V y del lado del talud 3H:2V. Otras normas como la chilena ( Ministerio De Obras Públicas, “Manual de Carreteras. Volumen II. Parte II”, Dirección General de Obras Públicas. Dirección de Vialidad, Santiago de Chile, Junio 2002) limitan la pendiente del lado de la calzada a 4H:1V y las
profundidad a 20 cm o 1/5 del ancho total Mientras que las recomendaciones brasileñas ( Mi Mini nist stér ério io Do Doss Tra rans nspo port rtes es Do Brasil, “Manual de Drenagem Drenagem de Rodovias” Rodovias” Departamento Departamento Nacional de Infra‐estrutura Infra‐estrutura de de transportes, Publicação IPR – 724, Rio de Janeiro, 2006 ) limitan la pendiente por
lado de la calzada a 25%
el
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Sec c io ne ness Tria ng ngul ula a res En
el medio colombiano es usual la cuneta triangular de 1.0 m de ancho total, distribuido 0.96 m al lado de la calzada y 0.04 m del lado del talud y 0.20 m de profundidad (constituyendo un vértice de 90 ), con lo que se obtiene una pendiente lateral de 20.8%. Modificaciones a estas dimensiones siempre y cuando la pendiente al lado de la calzada sea menor o igual al 25%, son también aceptables °
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Hec er c un une eta s sin pe p eligro
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Hec er c un une eta s sin pe p eligro
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Sec c io ne ness Tra p ezo id a les Cuando la se secc cciión de la cu cun neta triangu gullar para el ancho máximo disponible en la sección de la vía es insuficiente, se debe emplear una cuneta trapezoidal Deberíaa tener un talu talud d hacia la calz calzada ada menor del 25%, cond condición ición que de Deberí no cumplirse implica el empleo de bordillos de seguridad debidamente espaciados para permitir la entrada del agua. Otra alternativa, cuando la cuneta triangular es insuficiente o cuando el terreno es rocoso, es el empleo de cunetas rectangulares, a las cuales también se deben proveer de los elementos de protección para impedir que los vehículos tiendan a caer dentro de
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Pelligro s d e la c uneta Pe
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Pelligro s d e la c uneta Pe
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DISE DIS EÑO DE C UNETA S Barreras de Protección
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Barreras de Protección
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Barreras de Protección
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Dim Di mens nsiio na nam mient nto o d e C un une eta s La
cuneta debe estar diseñado para drenar el agua que cae en el área de propia cuneta, la calzada o media calzada, más la proyección horizontal del talud de corte hasta la zanja de coronación o hasta la divisoria
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Dimens Dim nsiio na nam mient nto o d e C un une eta s C a ud a l d e d iseño Considerando que por lo general el área aferente a las cunetas es inferior a una hectárea (1.0 ha), para la obtención de los caudales de diseño se emplea el método racional.
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Dimens Dim nsiio na nam mient nto o d e C un une eta s C a ud a l d e d iseño Para el cálculo de la intensidad se recomiendan los siguientes Periodo de Retorno, para tiempos de duración de la tormenta como mínimo de 10 minutos.
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Dimens Dim nsiio na nam mient nto o d e C un une eta s Diseño Hidráulico El dimensionamiento o diseño hidráulico de la cuneta consiste en verificar que la capacidad hidráulica de la cuneta sea superior al caudal de diseño, estimada con la fórmula de Manning
Siendo: Q: Caudal de diseño, en metros cúbicos por segundo (m3/s). n: Coeficiente de rugosidad de Manning. A: Área mojada, en metros cuadrados (m2). R: Radio hidráulico, en metros (m). S: Pendiente, en metros por metro (m/m).
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Dimens Dim nsiio na nam mie nt nto o d e C un une eta s Diseño Hidráulico La
pendiente de la cuneta coincide usualmente con la pendiente longitudinal de la vía la pendiente menor recomendada, es 0.5% y 0.3% en zonas planas o contrapendiente A partir de la ecuación de Manning, es posible obtener la lámina de agua y la velocidad en la sección para el caudal de diseño. La lámina de agua debe ser inferior o igual a la profundidad de la cuneta. la velocidad debe ser, a su vez, menor que la máxima admisible para el material de la cuneta,
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Dimens Dim nsiio na nam mie nt nto o d e C un une eta s Disseño hi Di hid d rá ul uliic o
DISE DIS EÑO DE C UNETA S Dimens Dim nsiio na nam mie nt nto o d e C un une eta s Vello c id a d e s lími Ve mittes
POCETAS Poc et eta a s y c a ja s c o lec to ra s
POCETAS
POCETAS Poc et eta a s y c a ja s c o lec to ra s Lass La
pocetas o cajas colectoras so son n un tipo de estructu turra de entrada de las alcantarillas , que captan las aguas provenientes de cun cu net etaas, ba baja jan ntes o fi filt ltrros os,, pe perm rmit itie ien ndo su cru ruce ce baj ajo o la vía ía,, dond do ndee de desa sagu guan an ate tend ndie iend ndo o lo loss cr crit iter erio ioss de mi mini nimi mizzac ació ión n de impactos y de socavación en la corriente receptora. Para su dimensionamiento es necesario considerar las dime di mens nsio ione ness y pr prof ofun undi dida dad d de la tu tube berí ríaa de la al alca can nta tari rilllla, a, la profundidad de la cuneta y la facilidad de mantenimiento de la obra. La tubería de la alcantarilla se diseña como una Alcantarilla Tipo 3 (No se ajusta a la hidráulica real) Pueden ser tipo Reja o cajón La cantidad de Pocetas está en función de la dimensión de las cunetas y las precipitaciones
ALCANTARILLAS A LC A NT NTA A RILLA TIPO 3
POCETAS
POCETAS
