Manual de Drenaje Para Caminos Rurales

01561

manual de drenaje para caminos rurales

secretaria de asentamientos humanos y obras públicas

PAR

e

D R E N A J E

DE

M A N U A L

A M I N

o

A S

R U R A L E S

M en I, Fernando

Olivera

B.

~

¡

¡

---------------------------------------------------------------------

I

INTRODUCCION

D ICE

...............•

CONSIDERACIONES

HIDROLOGICAS

CLASIFICACION

DEL

DRENAJE

MATERIALES TIPOS

DE CARGA

CUNETAS

..•...

CONTRACUNETAS CANALES

15

..•........

18

DE ENCAUZAMIENTO

BOMBEO

19

VADOS

20

PROYECTO

HIDRAULICO

21

PROYECTO

ESTRUCTURAL

22

ALCANTARILLAS

24

.

DIFERENTES

26

TIPOS

TUBOS

26

BOVEDAS

28

LOSAS

SOBRE

30

ESTRIBOS

CAJONES

32

PROYECTO

32

DISEÑO ELECCION CALCULO

DEL

TIPO

OBRAS

ESVIAJADAS

PUENTES GASTO METODO

.....

DE PROYECTOS

EN OBRAS

FUNCIONAMIENTO

TIPO

¡

PARA

ESVIAJAD~S

DEL

DRENAJE

.

DE SECCION

ALCANTARILLAS

..

51 53 56 57

............•. MAXIMO

46

~

. Y PENDIENTE

i

1"

42

Y ESTRUCTURAL

43

NORMALES

RELACION

40

DE OBRA

DIMENSIONAL

OBRAS

ACERO

37

HIDRAULICO

59

60

ION

=

"DIO DE MECANICA

69-

DE SUELOS

79

:SE-O ESTRUCTURAL. RELACION

80

DE OBR!\~ TIPO Pl\RA PUENTES

...•........

82 5 8

.......•...

87

BDRENAJE ORENES LONGITUDINALES DRENES TRANSVERSALES

DE ZANJA. DE TALUD

GIBLIOGRAFIA

89 91

ii

1 N T R O D U C C 1

Uno de los elementos

que mayores

problemas

~a -a a :

nos, sino el que más, es el agua, ya que en ge-c_~_ la disminución

de la resistencia

de los suelos,

se presentan

fallas en terraplenes,

rodamiento.

Lo anterior,

conduce

~

cortes y superf-

a resolver

~== _

el drenaje

-e -

tal forma, que el agua se aleje lo más pronto posible de la obra.

En consecuencia,

podría decirse

que un buen drenaje

-

es el alma del camino. Se define captar,

corno drenaje

conducir

al conjunto

de obras que sirven para

y alejar del camino al agua que puede cau--

sarle problemas. Lo anterior

es de particular

importancia

rales, ya que éstos no cuentan miento

impermeable

ni cunetas

con una superficie revestidas,

los casos, por lo que los materiales dos, están más sujetos en estos caminos,

mientos

en la materia

de -

de que estan construí--

estudios

proyectistas

Ru

de roda---

en la mayoría

al ataque del agua.

se requieren

je y los ingenieros

para los Caminos

Es por ello, que

cuidadosos

del drena

deben tener amplios conoci-

para que estas obras cumplan

con la --

misión para la cual fueron programadas. El agua de lluvia, al caer sobre la superficie tiene varios destinos: filtrándose

al subsuelo

puede escurrir

terrestre,

superficialmente,

o evapotranspirarse.

--

in--

El agua que escurre superficialmente pequeños escurrideros

se va uniendo,

que posteriormente

for a -

serán arroyos y fl

nalmente ríos, que puedan llevar sus aguas al mar o a una depresión

continental

Al construírse

como son los lagos y las lagunas.

un camino, generalmente

miento natural, permitiéndose

el paso del agua, sólo en los

sitios elegidos por el proyectista, rán obras que permitan

se corta el escurri-

en los que se construi-

alejar el agua del camino, lo más --

pronto posible.

De esta manera, el agua que antes de la construcción mino, corría libremente, da para concentrarse anterior,

deberá canalizarse

del ca

en forma adecua

en las obras indicadas en el pár,rafo -

lo que da origen a las obras de captación

y a las

de conducción.

En resumen, diciones

al construírse

del escurrimiento

un camino, se modifican

en las zonas que atraviesa,

que puede ser causa de diversos nes, depósitos,

problemas

al construírse

el desarrollo

lo -

tales como erosio

inundaciones, ,etc.

Por otro lado, las características alteradas

las con-

de las cuencas se verán

el camino, pues éste, al provocar

económico de su zona de influencia,

rá modificaciones

propicin-

al uso de la tierra; así, en una zona

2

que antes del camino era boscosa, se llevarán a cabo desmon tes que alterarán la rapidez de concentración que aumentará

del agua, lo

la erosión de la cuenca y propiciará

lación de azolves aguas abajo; eventualmente

la acum~

pudiera modifi

carse el régimen pluviométrico.

Así mismo, al construírse tró al subsuelo,

el camino, el agua que se infil--

tiende a aflorar por los taludes y cama --

del camino dañando su estabilidad, cortar los flujos o prof

por lo que es necesario

dizar el nivel de las aguas freá-

ticas.

El estudio del drenaje, debe iniciarse desde la e ección de ruta, para la cual, se deberá elegir la zona que provoque menos problemas de escurrimiento. do las pendientes

De ser posible, utilizag

máximas permisibles

char los parteaguas

se tratará de aprove-

en donde el drenaje será mínimo.

Cuando los caminos se localizan en las laderas de las serra nías, el drenaje currideros

aumenta, sin embargo,

están generalmente

las cuencas y los es

bien definidos;

es, sin emba~

go, en terrenos planos en ~onde se pueden tener mayores prQ blemas de drenaje ya que a menudo, ni las cuencas ni los es currideros

están bien definidos~

Si desde la etapa de elección de ruta, no se elige la zona

3

~ adecuada, se tendrán problemas durante la vida del cami aumentándose

inecesariamente

los costos de conservación;

es por ello que aunque los caminos sean de corta longitud es necesario se efectúen reconocimientos, sos

que en estos ca--

pueden ser a pie o a lomo de bestia; cuando la longi~-

tud del camino por construir

o rehabilitar

los primeros reconocimientos

se deberán realizar en avione-

ta o helicóptero,

sin descartar

as que están a la disposición rentes organismos

ya es importante,

el uso de fotografías

de los proyectistas

del Gobierno Federal

en dife--

(DETENAL, SAHOP,etc),

de los Gobiernos de los Estados y de particulares; decir que de

aére-

se puede

una buena elección de ruta depende el éxito -

del proyecto.

Durante

las etapas de anteproyecto,

proyecto definitivo,

si lo hay, o en la de -

se hará el estudio detallado del drena

je; los defectos de una mala elección de ruta, se refleja-rán en estas etapas y posteriormente

en la construcción

operación del camino.

1.- Consideraciones

y -

'

Hidrológicas

Aplicables

al Estudio del

Drenaje. Los factores que afectan el escurrimiento

del agua son:

a.- Cantidad y tipo de precipitación. b.- Ritmo de precipitación

4

c.- Tamaño de la cuenca. d.- Declive superficial. e.- Permeabilidad f.- Condiciones g.- Cantidad

Con relación

de suelos y rocas.

de saturación.

y tipo de vegetación.

a la cantidad y tipo de precipitación,

se debe

tener en cuenta la cantidad de agua que cae al año, y si lo hace en forma de aguaceros

o de lluvia fina durante perío--

dos largos.

El tamaño del área por drenar es importante

ya que un agua-

cero puede abarcar la totalidad de una cuenca pequeña, si las cuencas son muy grandes, en parte de ella e infiltr~rse la zona no mojada; importante

así mismo,

la lluvia puede caer sólo bastante

al escurrir

la pendiente

ya que el agua se concentrará

medida que la pendiente

pero

sobre -

de la cuenca es

más rápidamente

a

es mayor y a medida que la topogra-

fía permite cauces más directos. Si la permeabilidad

de los suelos y rocas es alta debido a

su formación geológica 'el escurrimiento

(estratigrafía,

fracturación,

etc.),

es menor ya que una parte importante

del -

agua se infiltrará. En cambio en suelos con una saturación ta de pastizales

cerrada,

alta o con una cubier

el escurrimiento

en el ~ltimo caso puede ser lento. 5

es mayor

aunque -

... -. En la actualidad, gicos

para obtener

estos

métodos

se cuenta

con diferentes

métodos

el gasto

que una cuenca

puede

en: empíricos,

estadísticos

se clasifican

los basados

en la relaci6n

Los métodos

empíricos,

los proyectistas del

tamaño de

con el cual

a e e

se

Sin embargo,

re e

estas

zonas que tengan la cual

fueron

a e

siderada

e

ar en cuenta

::a~as;

aplique

seleccionar

los fact res e

Los métodos

estadísticos

precipitaciones rante

un largo

~

ientos

y se basan

y no son aplicables los caminos,

muy importantes.

Por último,

los métodos

que el

a fin de -

en los gastos

anua

6

máximos

Sin embargo,

la mayo-

son para corrientes

a las cuencas excepto

basados

de du--

que se tienen

ren puentes

para_

que se han registrado

ría de los estudios

cruzan

a aquéllas

l.as_

los que hacen uso de datos

de que se trate.

en general

para

a adecuada.

les de la corriente

importantes

-

factores.

válidas

similares

--

un factor

los otros

icio y experiencia

son

y escurri tiempo

y se aplica

es por ello necesario

e

proyectista

de -

del conocimiento

as son solamente

caracter~sticas

desarr

y -

en la experiencia

e eral requieren

f'_

aportar;

lluvia-escurrimiento.

es án basados

y e

hidro16-

para

pequeñas

muy que

las que requie-

en la relación

lluvia-escu-

rrimiento, algunas

requieren

características

ción está fueron

de datos

limitada

De lo anterior proyectistas ficiente cientes

de la cuenca

a cuencas

desarrollados

o ajustar

y buen

rentes

zonas que pueden

Además

de los métodos

de campo vechan

para conocer

existentes,

etc.

de los datos

diente,

el cual

2.- Clasificación

El drenaje rránev,

de las capas

El drenaje las' obras

2

km.

tengan

en uso,

los caminos

hidrológicos,

existen

a las dife-

del país.

también

de pendiente, más común

la su

los coefi-

de las corrientes,

que requiere,

se describe

métodos

que apro-

vertederos

--

por la disponi

es el de sección

y pen--

posteriormente.

del Drenaje.

de caminos

según

Rurales

atravezar

El de aplicación

bilidad

étodos

que los -

para utilizar

empíricos

cambios

s

que es necesario

juicio

el gasto

estrechamientos,

ya que es

de Caminos

los métodos

su aplica--

hasta del orden de S

concluir

y supervisores

así como de

en estudio

pequeñas

para áreas

se puede

experiencia

de precipitación,

se clasifica

que el escutrimiento de la corteza

superficial

en superficial se realice

y subte--

o no a través

terrestre.

se clasifica,

qu a'r d an con respecto

según

la posición

al eje del camino,

7

que_

en paral~

lo y transversal.

El drenaje

longitudinal

tar los escurrimientos manezcan

en él, de ta

quedan comprendidos cunetas, bordillos de drenaje

expedito bién,

para evitar lleguen al camino o peranera que no le causen desperfectos;

dentro de este tipo las cunetas, contr~ y canales de encauzamiento.

longitudinal

en forma paralela

El drenaje

es aquel que tiene por objeto cap--

Se llaman -

porqué están situadas más o menos -

al eje del camino.

transversal

es el que tiene por objeto dar paso

al agua que cruza de un lado a otro del camino, o

retirar

lo más pronto posible el agua de su corona;-

quedan comprendidos sas, cajones,

en este tipo de drenaje

bóvedas,

lavaderos,

los tubos, 10--

vados, sifones invertidos,

puentes y el bombeo de la corona.

De acuerdo a la dimensión transversal, nor.

se

ha

del claro de las obras de drenaje

convenido

dividir

a éste en mayor o me-

El drenaje mayor es aquel que requiere

ro mayor a 6 m.

obras con cla-

A las obras de drenaje mayor se les denomi

na puentes y a las de drenaje menor, alcantarillas.

3.- Materiales.

Los materiales

que se utilizan

en la construcción

8

de las

obras de drenaje de los Caminos Rurales son : s les para este tipo de obras, es decir: co mampostería,

utilizar

etc.

í

re-

lámina de acero, acero estruct ra:

de cal y cemento,

__e c o a

- r-er

5

Dentro de lo posible, se

el material de la regi6n como puede ser -- -2~era

y la piedra braza.

La calidad de los materiales

y procedimientos

de construc--

ci6n, son los que se indican en las Especificaciones les de Construcci6n Para la verificaci6n

Gener~

que están en vigor en la Secretaría.--de la calidad de los materiales

usen en las obras de drenaje,

que se

se deberá recurrir

a los labo

ratorios de obra o a las Unidades de Laboratorio

de la Se--

cretaría.

4.- Tipos de Carga.

Para el proyecto

estructural

de las obras de drenaje,

es n~

cesario conocer el tipo de vehículo que se debe considerar. Para la elaboraci6n métrico de Caminos

de las especificaciones Rurales, se ha estimado

de carácter geo conveniente

uti-

lizar las características

d~l vehículo

rísticas de concentraci6n

H-15 o sea un peso total de 15 to

neladas

inglesas, que equivale

DE-427 con caracte--

a un total de 13608 kg.,

2722 kg. en las ruedas delanteras

y 10886 kg. en las trase-

ras. Con estas cargas, se efectuaron 9

los cálculos de los proyec-

tos Tipo de Alcantarillas además de la publicación

y Puentes para Caminos Rurales; anterior,

se pueden utilizar

-

para

el proyecto de las obras de drenaje, otras publicaciones

de

la Secretaría, como: " Proyectos

Tipo de Obras de Drenaje

" y " Estructuras

para

Puentes; Proyectos Tipo ", en los que las cargas utilizadas son las que corresponden

a los vehículos

tipo H15-Sl2 y H20-

S16 con el 10% del peso en las ruedas delanteras, las intermedias

40% en --

y 40% en las traseras.

5.- Cunetas.

Son canales que se hacen a los lados de la cama del camino en cortes y tienen como función interceptar

el agua que es-

curre de la corona, del talud del corte y del terreno natural adyacente,

para conducirla

o a una obra transversal ble-de

hacia una corriente

para alejarla

lo más pronto posi--

la zona que ocupa el camino.

Para calcular

el área hidráulica

de las cunetas,

sario tomar en cuenta las diferentes área por drenar.

Se ha considerado

ría de los casos, la utilización triangular

cuya profundidad

la que corresponde

será nece-

características suficiente

de una sección

del --

para la may~ transversal

sea de 33 cm.; ancho de 1 m. y

con taludes: del lado de la corona de 3:1 y del corte,

natural

según el material

10

lado

del

que se encuen--

tre.

La longitud de ellas no debe ser

se sobrepasa esa cantidad,

a

o!.""

"

se deberá co s-__~~

alivio, que permita disminuir

esa

longitud

a~

duc í.r fuera del camino el caudal de la cuneta

si -

-2 J' ~2 ca?ta=

ac

í

a ~

~e

c: r::-

as

jo.

CORONA

CUNETA ~ .\

.--..!J~_---

__

~-:.~.

:O.33m.

--------------t 1m

I

r

Figura

1

También se han usado secciones sin embargo,

en general

gar, para caminos rios y molestias se acostumbra

rectangulares

y trapezoidales;

no son muy estables y en segundo

angostos,

causan

inseguridad

en caso de caer en elLas.

más el uso de las de sección

por otro lado, son más fáciles de conservar

11

lu-

a l~s usua---

Por lo anterior, triangular

que, -

con equipo mecá-

nico.

Con el fin de evitar que el agua se salga de las cunetas,-cuando el camino es si

so o que se produzca

cambios de pendiente

~t dinal, debe procurarse 'e_ocidad,

haya cambios brus te cambios de se

C~ÓD

Cuanóo e - aterial de reducir

-

azolve en los que no -

lo cual se logra median-

tra siciones

adecuadas.

as cunetas es erosionable,

se deberá

la velocidad que alcanza el agua, disminuyendo

pendiente de la cuneta y provocando

caídas para que el fon-

do de la cuneta esté por debajo de la subrasante o aumentando

la -

(Fig. 2),

la sección del canal y en ciertos casos reves-

tirse.

p--

- --

P»'P \

Protección con / Momposte,ra

--

~---------------------------------~ Fiqura

7.

12

Velocidad

a las que se socavan los T a b 1 a 4t

1

!

4

tvelocidad m/seg.

Material

a er'ales.

I

e_ocidad

Material

/seg,

Arena fina

0.45

Pizarra suave

2.0

Arcilla arenosa

0.50

Tepetate

2.

Arcilla ordinaria

0.85

Grava gruesa

3.5

Arcilla firme

1.25

Zampeado

3.4

Grava fina

2.00

Concreto

4".5 - 7.5

Gastos y velocidades para diferentes

en cunetas

4.5

tipo con tirantes de 30 cm.

pendientes.

T a b 1 a Pendiente Lonqitudinal %

-

2

4~

4~

Velocidad m/seg.

Gasto m3 /seg.

0.6 ·0.9 1.1 1.3 1.5 1.6 1.7 1.8 2.0 2.1

0.110 0.170 0.200 0.240 0.270 0.300 0.320 0.340 0.370 0.400

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

En la transición de las cun~tas con las obras de alivio, con frecuencia

se hace necesario

construir

pueden ser simples muros interceptores

otras auxiliares

que

dentro de la sección

de las cunetas o bien cajones de entrada con desarenadores que son los más ventajosos

y

recomendables.

13

(fig. 3)

-

/ CORONA

CAJA

DESARENADOR

Figura

3

En los cajones de entrada con desarenador, por las cunetas,

el agua que corre

antes de entrar a la alcantarilla

caja que más abajo de la alcantarilla renador destinado

a retener,

tres que lleva la corriente

cae en la

tiene un depósito des~

por sedimentación,

los arras---

de agua.

Estas obras tienen una gran importancta

en el funcionamiento

de los caminos rurales por lo que se debe tener especial cui dado en que se construyan rante la operación

CQn la sección completa

no se azolven con arrastres

de los taludes adyacentes.

Es decir requieren

vación constante.

14

y que du-

o derrumbes

-

de una conser

6.- Contracunetas.

s6n zanjas que se construyen

aguas arriba de los ceros de -

los cortes y tienen como finalidad

interceptar

escurre por las laderas y conducirla mediata o parte baja del terreno

el agua que

hacia alguna cañada in

(thalweg), evitando que al

escurrir por los taludes las erosione y que se aumente el caudal de las cunetas.

Un porcentaje

alto de fallas de taludes en la red nacional,

son provocadas

por la presencia de contracunetas,

por la calidad de los materiales una inadecuada los integrantes

localización,

en que se encuentran

al grado de que el criterio de

que en toda la red carretera

sistemáticamente

contracunetas

que los beneficios

que se pueden obtener.

no se --

en las zonas que

existan cortes, pues en general son mayores

particularmente

o por

del Seminario de Drenaje se inclina en el -

sentido de recomendar construyan

ya sea --

los perjuicios Lo anterior es -

aplicable cuando las contracunetas

no se im

permeabilizan.

En general,

los cortes de los caminos rurales son de poca -

altura, po~ 16 que la erosión de sus taludes no debe consti tuir un problema grave; así, cuando se construyan

contracu-

netas, se debe tomar en cuenta que su función fundamental

-

es evitar que se aumente el caudal de las cunetas ya que, si

15

esto sucede, se puede provocar el humedecimiento rracerías,

de las te-

hacerse ineficaz la capa de revestimiento

rrumpirse el tránsito,

lo que va en contra del criterio gen~

ral con el que se construye grar transitabilidad

durante

este tipo de caminos que es 10-todo el año.

En estos casos, el proyecto de las contracunetas cerse considerando

que constituyen

deberá ha--

elementos defensores

camino, y con el fin de evitar que se conviertan tos destructores,

e inte-

su proyecto y construcción

del

en elemen--

debe llevarse a

cabo teniendo en cuenta todos los factores que se detallan

-

enseguida:

Su construcción el escurrimiento

debe ser sólo en aquellas zonas en las que es transversal

al camino y proveniente

de -

una cuenca grande de tal manera que pudiera sobrepasarse

la

capacidad

se

deberán

de la cuneta; para su localización

y proyecto,

tornar en cuenta tanto la formación geológica,

pografía y la cobertura

la to-

vegetal del terreno.

En el proyecto de la sección de una contracuneta entre otros factores

la precipitación,

la forma y pendiente

de la ladera, la cubierta

intervienen,

el área por drenar,

-

vegetal y el

tipo de suelo.

La sección de las contracunetas,

16

generalmente

es de forma --

trapezoidal

y a fin de asegurar un buen funcionamiento

establecido,

se ha

para este tipo de caminos, que las dimensiones

sean de 0.80 m en la plantilla,

y 0.50 m de profundidad;

talud de aguas abajo será el suficiente

el

para que no se de---

rrumbe y el de aguas arriba deberá ser igual o mayor con el fin de evitar se erosione con el escurrimiento. que se extraiga

se colocará

El material

aguas abajo dejando una berma de

50 cm.

La distancia

de la contrae

de del corte será como

eta (en toda su longitud) o de 5

la altura del corte, si ésta es ser uniforme

ó una distancia

ayor.

igual a

Su pendiente debe

desde el punto de partida hasta su desfogue,

para evitar los trastornos que se producen pendiente,

al bo~

como son excavacionés

en los Cambios de

y azolves.

Se debe tener cuidado de que esa pendiente uniforme de cierto valor máximo,

limitado por la velocidad

no pase

de socava-

ción en el material de que se trata, y que se dió en el inci so relativo

a cunetas.

En cuanto al desfogue,

cuando a pesar de contarse

diente máxima compatible la cañada u hondonada

con la peg

con el tipo de terreno, al llegar a

(thalweg), se tenga un desnivel

tante, se hará una rápida o caída, protegiendo tural, cuando sea necesario,

impor-

al terreno na

con zampeado o revistiéndolo

17

on concreto.

Cuando las ramas de la contracuneta

se alejen

lo suficiente del camino, se dará salida libre al agua.

Cuando haya probabilidad

de que con la presencia de la con--

tracuneta y el tipo de materiales lud, será conveniente dimiento

se presentan fallas de ta-

i permeabilizar

más económico,

el canal con el proce-

o bien substituirlo

mado con material de préstamo

localizado en un lugar que no

afecte al ca ino; el bordo se construirá longitudinal

con la pendiente

car claramente

la localización

la dependencia

3

que se va a hacer cargo de su conservación,

-

se deberá indi--

de las contracunetas

y de los

de una conservación

adecuada

así como la importancia

y constante

--

adec ada.

En el acta de entrega de un camino rural,

bordos,

con un bordo for

de ellos.

7.- Canales de encauzamiento.

En terrenos sensiblemente es del tipo torrencial

planos, en donde el escurrimiento

y no existen cauces definidos,

como sucede en algunas regi~nes del país, es necesario truir canales que intercepten camino y la conduzcan construir

cons-

el agua antes de que llegue al

a sitios previamente

una obra y efectuar

tal --

elegidos

el cruzamiento.

18

para ---

El material que se extraiga al construir

estos canales, si -

es de la calidad adecuada, puede utilizarse ción de los terraplenes.

en la construc--

La pendiente del canal deberá pro-

yectarse

tomando en cuenta, entre otros factores, el que la

descarga

se efectúe en el sitio preestablecido

nera, evitar la construcción

y, de tal ma-

de canales de salida de gran --

longitud.

8.- Bombeo

Consiste

en proporcionar

a la corona del camino, en las tan-

gentes del trazo horizontal,

una pendiente

transversal del -

centro del camino hacia los hombros y su función es la de -dar salida expedita

al agua que cae sobre la corona y evitar

en lo posible que penetre en las terracerías.

En las curvas horizontales bre-elevación

al camino una so--

del hombro exterior con respecto

con el fin de contrarrestar bre-elevación

se proporciona

al interior -

la fuerza centrífuga.

Dicha so-

sirve también para dar salida al agua que cae

en estas partes del camino, hacia el hombro

interior.

En los caminos rurales, cuya corona está revestida,

el bom--

beo debe ser de 4% como máximo; pero con el fin de evitar -erosión en los terraplenes rodamiento,

cuando

en balcón y en la superficie

la pendiente

19

longitudinal

de -

sea fuerte, se

t)odrá proporcionar

a la

corona una pendiente

transversa~

CO~

tinua, hacia el lado de corte, hasta del 5% con objeto de d~ salojar rápidamente

el agua hacia la cuneta; la sobre-eleva-

ción máxima será del 10%.

El bombeo y la sobre-elevación terracerías

deberán proporcionarse

al afinarlas y posteriormente,

tarse, se colocará

el revestimiento

a las

en caso de necesi

con espesor uniforme.

9.- Vados.

Son estructuras escurrimiento ño.

superficiales

del "camino en el cruce con un

de agua efímera o permanente

Tienen frecuente

aplicación

tes de régimen torrencial

de tirante pequ~

cuando se tienen corrien--

que permitan

el paso de vehículos

la mayor parte del año y donde la interrupción

del tránsito

sea cuando más de 2 a 4 horas.

Su configuración

debe acercarse

lo más posible a la del te-

rreno natural para no alterar, sino en escala mínima, el ré gimen hidráulico consecuencia,

y para la protección

del vado mismo; en

la elección de este tipo de obra es, en gene-

ral, cuando se tienen cauces amplios y la rasante del camino es baja.

El proyecto geométrico

del vado debe ser con la superficie

20

---------------------------------------------------------------------------~------~ de rodamiento

a pelo de tierra adaptando a

una catenaria

o una parábola con pendiente

erre o nat ral e e~tra~a -áx"-

ma de 4% y ligandola al camino a través de e r""as ver~~ ~-les inversas a las del vado; estas últimas c r--as se

e

proyectar de acuerdo a las especificaciones.

La manera práctica de dar la forma de catenaria

en la aDra

es la de clavar 4 pies derechos de madera de 1.5 m y que s~ bresalgan

1 m, a las orillas del principio

y final del vado.

Se colocará en la parte superior de ellos una cuerda, estirando lo conveniente pendientes

para tener a la entrada y salida las -

proyectadas.

Las excavaciones

efectúan bajando una paralela

necesarias

a la forma asumida

se

por la

cuerda.

Se deberá

tomar en cuenta en el proyecto

postería,

con la que se construya

que la losa o mam-

la superficie

to, deberá apoyarse en una capa de material cm de espesor y compactado

10.- Proyecto

cionales

granular

de 30·

con pizón de mano.

Hidráulico.

Por lo que se refiere al dJseño hidráulico, una longitud

de rodamien

el vado tendrá

limitada por 1,1 nivel de aguas máximas excep--

ya que no debe haber obstáculos

y de sus arrastres,que

provoquen

2L

al curso del agua

aumento en el ancho de la

rriente.

Es importante que la superficie de rodamiento del vado esté a pelo de tierra, ya que cualquier parte de éste que quede arriba, por baja que sea, es un obstáculo

al escurrimiento

-

que actúa como vertedor pudiendo provocar un aumento en la socavación.

11.- Proyecto estructural.

En cuanto al proyecto estructural

se tendrá en cuenta que el

vado forma parte de la superficie

de rodamiento

del camino,-

sujeta a la acción de la carga viva y del agua corriente cuerpos flotantes y en suspensión. ciones es suficiente,

en general,

sección de mampostería

Para soportar

de 3a. junteada con mortero de cemen-

la piedra debe ser muy cuidadoso

destrucción

erosiones

de la superficie

El junteo de -

con objeto de evitar vías y se inicie, con esto, la --

de rodamiento.

En lugar de mam

postería de piedra, cuando no haya este material, se el concreto

estas ac--

diseñar el vado con una --

to, de espesor mínimo 0.30 m y ancho 3.50 m.

de agua que propicien

con

hidráulico

puede usar

sjn armar, de f'c=200 kg/cm

2

placas de 0.15 m x 1.75 m x 2.50 m en a~abado rugoso. quiera que sea el material

que forme la superficie

, en Cual-

de roda--

miento, éste descansará

en una sub-base, de suelo natural o

de relleno

en un espesor míhimo de 30 cm.

compactado

22

Se -

protegerá

la capa de superficie

de rodamiento

cavación,

mediante dentellones,

aguas arriba y abajo, del -

mismo material con que se construya de rodamiento.

La profundidad

0.50 m mayor que la profundidad

la capa de superficie

de los dentellones

del Seminario de Drenaje titulada"

-

será ----

máxima de socavación

vada o estimada en el terreno natural.

turales

contra la so-

obser-

Véase la ponencia

Socavación

-

en Cauces Na

11

Deben colocarse

a los

ados del vado y en toda su longitud,

postes de concreto de poca a

ra para señalar al conductor

los límites de éste e indicar en e

os al espesor de la lá-

mina de agua y el tirante que signifique

En cauces de corriente

permanente,

del vado, puede lograrse mediante provisionales

peligro al cruzar.

la construcción canalizaciones

el vado substituye

numerosas

al puente mediano o chico y a la alcantarilla

va mientras

o bordos -

para aislar del agua la zona de trabajo.

En los caminos rurales,

dimensiones.

en seco,

Desempeña

veces

de grandes

-

el vado el papel de obra definiti-

el avance económico de la región no amerite su

cambio por obras adecuadas especificaciones

Es recomendable

a un nuevo camino de más altas-

geométricas.

que los accesos al vado, cuando el cauce -

23

-es más o menos altos, se construyan

con curvas -

==~_-a:es amplias para evitar la formación de terraplenes ~=~-~o del cauce.

_recuentemente

convendrá

zanjas rellenadas

proteger

a los vados construyendo

con boleo cuyas dimensiones

-

sean tales que

impidan su arrastre por el agua.

12.- Alcantarillas.

Son estructuras conducir

de forma diversa que tienen la función de --

y desaloja~

las hondonadas atraviesan

lo más rápidamente

posible el agua de -

y partes bajas del terreno

el camino.

Por la forma de su sección y el mate

rial de que están construidas, menor puede clasificarse tribos y cajones.

(thalwegs) que --

estas estlucturas

en tubos, bóvedas,

de drenaje

losas sobre es-

Están siempre alojadas en el cuerpo de -

la terracería.

A diferencia

de los vados, donde el r'gimen hidráuJ.ico prá~

ticamente no se modifica, chamiento

en las altantarillas

hay un estr~

del cauce, que aunado al aumento de caudal por l~

concentración

de volumenes

cunetas y contracunetas,

al ser recolectada

el agua por -

hace que se aumente su velocidad.-

Este fen~mQno puede provocar

erosiones

como a la salida de las obras.

24

tanto a la entrada

-

~.~ ,----~--------------------------------"""'IIIIII.

Se mejora la función de las alcantarillas, de cua quier tipo, mediante una estructura de t.ransLc én , a la e trada y sa ida í

del conducto, formada por los aleros que son ción de tierra y guías para conducir el agua, que transforman gradualmente

su régimen, el que tenía en el terre o

ral al del interior y otra vez al del terreno natural.

atu Ex-

cepto en los tubos, en los que sólo se coloca un muro plano de cabeza natural, los aleros son divergentes,

con un ángulo

de abertura de unos 300 respecto al eje longitudinal de la alcantarilla;

arrancan del mismo nivel de la parte superior

del coronamiento

de los estribos y desciende con talud de --

1.5:1 hasta tener una altura entre 0.30 m y a O m en su parte más alejada.

Si la alcantarilla

es esviajada, el talud -

de los aleros, en proyección normal al eje del camino. será de 1.5:1 pero el talud real estará en función del esviaje. Para la longitud de los aleros, se tendrá la condición de que sus extremos, estén equidistantes

del fondo del arroyo.

En la parte más alejada de los aleros, empieza propiamente la alcantarilla

-

y es donde se inicia la variación del régi--

men hidráulico natural. no no erosionable,

Salvo en casos de contar con terre-

deberá hacerse un zampeado de protección I

en el suelo dentro de la obra y entre los aleros de entrada y salida, con la carga superior a la altura del terreno nat~ ral y se construirá un dentellón,

en cada extremo, de profu!l

didad mayor a la que pueda socavar el agua.

~__~e- s con fuerte pendiente

transversal,

conviene cons

estribos de las bóvedas y de las losas de concreráulico, sobre cimentación taformas con longitud aproximada

escalonada

en pequeñas pl~

de 1 a 2 m, a lo largo de

a alcantarilla.

Cualquiera

que sea el tipo de alcantarilla,

el terraplén que

se co¡oque sobre ella debe ser construído

en capas de 15 a -

20 cm de espesor, compactadas,

ambos lados simul-

táneamente

atacándose

hasta un espesor mínimo de 0.60 m en tuberías y -

1 m en bóvedas

a partir de la parte superior de la clave.

13.- Diferentes

tipos de alcantarillas.

T u b o s

Son alcantarillas requieren

de sección interior usualmente

El material

de que están construídos

lámina ondulada

económicamente

y

estructural.

puede ser concreto

re--

~n ciertos casos puede convenir

su construcción

tero de cemento, vedas.

y

siempre de un espesor de terraplén o colchón míni-

mo de 0.60 m para su mejor funcionamiento

forzado,

circular

con mampostería

-

de 3a. y mor-

aunque este caso está en el grupo de las bó

NOMENCLATURA d

~~~l e d

e hcv

-!..! a (Udll

R Re e Bt Vi' Vd P'z f

, ,

I

L

I

1

,

I

I I I

F1 ,F2

1 I

-'X~ :

1

:

1

,

V

I

,

/1 Mamp. de 30. I I 1 cla~ e on mortero : I I de cemento 1.5: Vi,

N -.1

r

"

~

1"

,

Vi:

espesor del colch6n sobre la clave mAs la carga viva traducida, en m. espesor real del colch6n sobre la clave,en m. carga viva de cami6n (H15-S12 ó H20-S16), traducida a eSJesor del colchón considerando un peso volumétrico de 1600 Kg/m3,en m. radio del intradós, en m. radio del extrad6s, en.m. espesor de la clave, en cm. ancho total del cimiento, en cm. escalones del cimiento, en cm. peralte del· cim~ento, en cm. esfuerzo unitario de compresión en el des plante del cimiento, Kg/cm2. esfuerzos unitarios en el desplante, cuan do se eliminan escalones Kg/cm2 volumen de mamposteria m3/m.

~

\ ~F2

"l.

BI ---a,..

"'M

~ 'f

i _1 t"

i

Vd -:

:~~~

, Pz

Bn=BI+X/

N O T A S : Este proyecto se utiliza en alcantarillas de b6veda con colch6n (cl minimo de 1.00m. y para C.V. de cami6n H15-S12 6 H20-S16. Las b6vedas se harAn de mamposteria de 3a. clase con mortero de cemento 1 :5.En el cierre del arco se colarA una clave de concreto simple de f'c=100 Kg/cm2, de dimensiones no menores a las indicadas. Las juntas del arco serAn radiales y con cuatrapeo Lo nq t.ud i.naL colocando las piedras con su mayor dimensi6n del lado del extrad6s. Queda a ju! cio del Ing. Residente proyectar y construir zampaado91 en suelos de roca podrán evitarse. Las b6vedas no oonsignadas en las tablas podrán obtenerse por int ci6n lineal. Los terraplenes se construirAn 1 después de ejecutada la obra, mediante cap de espesor atacándose ambos lados simultan ejecuci6n de la obra asi como los matar! se sujetarAn a las Especificaciones Gon Todas las dimensiones se dan en cm., OX cadas en otra unidad. í

CLAVE DE CONCRETO SIMPLE fc=IOOk/crJ t---

í

b ------l

Loa

-J Poro R hasta 2.00m.

e

L_~>,

0= 2O,b=25

'1

~O---l

Figura

4

..~

B ó ved

a s .-

Son estructuras

cuya secció

transversal

mada por tres partes pri ci_ales: ticales que son las caras bre és~as, un arco c:rc es el intradós

e

3a. y mortero de cemento quiere un

y, so-

ar, de medio punto o rebajado,

arco estructural

as bóvedas

I

el piso, dos paredes ver-

"nteriores de los estribos

con m~nimo es es r en la clave

En genera

interior está for-

de sección variable

-

(Fig. 4)

son construídas 1:5.

que

con mampostería

Para construir

olde de madera que se aprovecha

lar la clave a todo lo la~go de la obra.

de

el arco se re

también para coLa clave de con--

creto simple, cierra el arco en el centro, es de f'C = 100 kg/cm

2

con juntas radiales

35 cm.

y tiene un ancho medio mínimo de

Las piedras del arco tendrán hasta donde sea posi--

ble, juntas radiales dimensión

con cuatrapeo

longitudinal

estará del lado del extradós.

mento normal, da la clave,

el descimbrado

y su mayor

Cuando se use ce--

se hará a los 14 días de cola-

tiempo a partir del que puede construirse

el -

terraplén.

El zampeado que protegen terrenos

del piso y los dentellones el suelo conta la erosión,

rocosos.

aguas arriba y abajo puede omitirse

en -

~"~~~~/~:J .~~~~ .....

•

..

'-_ .

. _~"""A-.4!

e

.!

Mamposteda

de

!# Q mpo,ter

lÍa d. con mortero de c.m.nto I : 5

311 con

mor tero de c.mll'lto 1: 5

H

, "'i,-:.. ~TubO

~---Í..-IOcm.

N ID

r

b

B

3g

H

OREN de barro de

l1Ja3.00m.

~.

I

ESTRIBOS DE MAMPOSTERIA

H _ C ~ e ~ ft=

l

Altura del estribo en m Colchón en m Espesor de losa en cm Esfuerzo unitario de -trabajo en el terreno Kg/cm2

.

ESTRIBOS CON MURO DE MAMPOSTERIA y CIMIENTO O! CONCRETO N O T A s: Esta nomenclatura regirA en el proyecto tipo de estribos de mamposterla-Las dimensiones del estribo indicadas en las tablas, tornan en cuenta el efecto de la C.V.(H15-s12 ó H20-S16.) correspondien al colchón real de que se trate. MATERIALES

Figura

5

: La mamposterla serA de 3a. cla80 tero dé cemento 1 :5- En estribon el concreto es de f'c=100 Kq/om

oon mor mixtos

/

Para eliminar el empuje hidrostático

sobre los muros, se c~

locan en el respaldo de cada estribo una capa de 30 cm de espesor de material graduado.

La obtención de la curva granulométrica laboratorio servación

o bien visualmente

se efectuará

en el campo mediante

directa de una muestra representativa,

deberá dar salida al agua a través de drenes tubo de barro de 10 cm de diámetro, el cuerpo del muro. graduado

colocados

en el la ob--

esta capa

inclinados,

de

cada 3 m en -

En el contacto del tubo con el material

deberá ponerse piedra quebrada,

para evitar el

arrastre de dicho material.

Por excepción

se usan bóvedas de lámina ondulada,

y para colchones

en claros

grandes.

Losas sobre estribos.-

Son estructuras

formadas

con mortero de cemento de concreto

reforzado.

por dos muros de mampostería

1:5, sobre los que se apoya una losa Cuando

sea baja se usarán estribos ría y el cimiento

El descimbrado

de 3a.

la resistencia

del terreno -

mixtos, con el muro de mampost~

de concreto,

corno se indica en la fig. 5

de las losas se hará a los 21 días, mientras

que la formación del terraplén,

30

el zampeado del piso y la -

B- ~ ('ara.

"!"

Vars.'b"

1.L~

A

~

,

1--

'\

LISTA DESIG.

del •• ~O

rvar."B" '-::::'1:....1.....

-¡:.

~

-

~orono

>-- [gcf-<

-

art~C"

\

i-- 1-

V PARRILLA

INFERIOR

8-.- L;

v•• .,"

••...... -

_.!:~_ -,' viva:

Varllla."O"

I

Vartlla'-E"

I

1.27"

1_.

por••• 0.7& 'oro •• I••••• ~ 0.7&

t-

-+-tel-

LOfII.

el ------j

•

• -,_

v ••. .,. ~ . :,:-:

o,,

i

i

v_."!" '.l'

•••...•,,~ ••• !./~----;'¡7.-.-·"-"J'l.'.lJ

','-;'

.........,

..~"":~

•

V.,.,". , ,-

v.,. ·C"

-e ." ,:,¿C~:i'>0. . fJ 1

~

--

/~~Vt/VVVV

c,,,,O·V/[/

1.05 o

_ l/ "'"

V -.,..V·

VVf/V~VV

011

-•

i

1 1

( Hs.)

~

S

2

I

4

¡¡--¡-or, .1‫סס‬00

~B.._p'OO'

67881000

Existen otros m~todos empíricos de áreas hidráulicas

y racionales

de alcantarillas;

están el de Jewis-Meyers

En ambos tipos~de métodos, depende,

entre los primeros

y el de Dickens;

el de la fórmula racional am~ricana

para el cálculo

entre los segundos:

y el de Burkli-Ziegler.-

la elección de_ los coeficientes,

además de las características

del buen juicio y experiencia

físicas del terreno,

del ingeniero.

16.- Elección del tipo de obra.

Debe tenerse presente rilla interv'e e tructural; dicionado

que en la elección del tipo de.alcant~

a adecuada

funcionalidad

hidráulica

por otra parte, es de orden económico a los siguientes

y es-

y está con-

factores:

a) altura del terraplén. b) forma de la sección en el cruce. c) capacidad d) materiales

de sustentación

del terreno.

de construcción

disponibles

en la

región. e) tipificación

En relación

a la altura del terra~lén,

ya está definida, das requieren bros

de las obras y dimensiones.

se deberá

cuando

la subrasante

tornar en cuenta que tubos y bóv~

de un colchón mínimo de terraplén