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7/30/2019 alcantarillas.docx

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LIMPIEZA DE ALCANTARILLASMANTENIMIENTO DE CARRETERAS

ALUMNOS: ABARCA ESTRADA ZARELA JUDITH

CUSIATADO TACAS ROBERT

NAPANGA ANGULO ANGIE

PARIONA PALOMINO JHORFRE

TERRAZAS RAMOS CONSUELO


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LIMPIEZA DE ALCANTARILLAS

CURSO: MANTENIMIENTO DE CARRETERAS 1

INTRODUCCION

El drenaje transversal de la carretera tiene como objetivo evacuar

adecuadamente el agua superficial que intercepta su infraestructura, la

cual discurre por cauces naturales o artificiales, en forma permanente o

transitoria, a fin de garantizar su estabilidad y permanencia.

Se define como alcantarilla a la estructura cuya luz sea menor a 6.0 m y

su funcin es evacuar el flujo superficial proveniente de cursos

naturales o artificiales que interceptan la carretera.

La densidad de alcantarillas en un proyecto vial influye directamente en

los costos de construccin y de mantenimiento, por ello, es muy

importante tener en cuenta la adecuada eleccin de su ubicacin,

alineamiento y pendiente, a fin de garantizar el paso libre del flujo que

intercepta la carretera, sin que afecte su estabilidad.


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ALCANTARILLAS

1. DEFINICINSon ductos que permiten el paso del agua de un lado a otro de la va.Las alcantarillas deben clasificarse principalmente desde el punto devista de su ubicacin. Capacidad (diseo hidrulico) y resistencia(diseo estructural). Se requiere la ayuda de personal calificado paraescoger debidamente la alcantarilla de acuerdo con los factoresmencionados.

Las alcantarillas pueden tener forma circular, rectangular o elptica. Lasalcantarillas pueden prefabricarse o construirse en el sitio, a criterio delencargado. Por lo general, aquellas construidas en el sitio tienen formacuadrada o rectangular, mientras que las prefabricadas son circulares oelpticas. A menudo se construyen pasos de dos o tres ductos en formacuadrada o rectangular una al lado de la otra, o bateras de tubos unos

al lado de los otros.

Las alcantarillas de seccin cuadrada o rectangular se fabrican deconcreto armado, las de forma circular se hacen con tubos de concreto ode acero corrugado. Las secciones elpticas se fabrican, por lo general,

con planchas de hierro corrugado.

La alcantarilla, es considerada como una estructura menor, su densidada lo largo de la carretera resulta importante e incide en los costos, porello, se debe dar especial atencin a su diseo.Las otras estructuras que forman parte del drenaje transversal es elbadn y el puente.


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2. CONSIDERACIONES DE DISEO

a. Caractersticas topogrficas.- Para el caso de obras de crucemenores (alcantarillas), el levantamiento topogrfico realizado para la

carretera, deber cubrir aquellos sectores donde se emplazarn dichasobras, de tal manera que permita definir el perfil longitudinal del caucetanto aguas arriba y aguas abajo de la seccin de cruce.

b. Estudio de cuencas hidrogrficas.- Se refiere a la identificacin de lascuencas hidrogrficas que interceptan el alineamiento de la carretera,con el objetivo de establecer los caudales de diseo y efectos de lascrecidas. Se deber indicar la superficie, pendiente y longitud del cauceprincipal, forma, relieve, tipo de cobertura vegetal, calidad y uso de

suelos, asimismo; los cambios que han sido realizados por el hombre,tales como embalses u otras obras de cruce que pueden alterarsignificativamente las caractersticas del flujo.

3. PROYECCIN E INSTALACIN DE ALCANTARILLAS

En la proyeccin e instalacin de alcantarillas el aspecto tcnico debeprevalecer sobre el aspecto econmico, es decir que no puedensacrificarse ciertas caractersticas hidrulicas slo con el objetivo dereducir los costos. Sin embargo, es recomendable que la ubicacin,alineamiento y pendiente que se elija para cada caso, estar sujeta albuen juicio del especialista, quien deber estudiar los aspectoshidrolgicos, hidrulicos, estructurales y fenmenos de geodinmicaexterna de origen hdrico, para obtener finalmente la solucin msadecuada compatible con los costos, operatividad, servicialidad y

seguridad de la carretera.


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a. Ubicacin en plantaLa ubicacin en planta ideal es la que sigue la direccin de la corriente,sin embargo, segn requerimiento del Proyecto la ubicacin naturalpuede desplazarse, lo cual implica el acondicionamiento del cauce, a la

entrada y salida con la construccin de obras de encauzamiento u otrasobras complementarias.

b. Pendiente longitudinalLa pendiente longitudinal de la alcantarilla debe ser tal que no alteredesmesuradamente los procesos geomorfolgicos, como la erosin ysedimentacin, por ello, los cambios de pendiente deben ser estudiadosen forma cuidadosa, para no incidir en dichos procesos que puedenprovocar el colapso de la estructura.

En los Anexos: Lmina N 01, se aprecia la ubicacin tpica dealcantarillas respecto a la pendiente del cauce.

4. ELECCIN DEL TIPO DE ALCANTARILLA

a. Tipo y seccin Los tipos de alcantarillas comnmente utilizadas en proyectos de

carreteras en nuestro pas son; marco de concreto, tuberasmetlicas corrugadas, tuberas de concreto y tuberas de polietilenode alta densidad.

Las secciones ms usuales son circulares, rectangulares ycuadradas. En ocasiones especiales que as lo ameriten puedeusarse alcantarillas de secciones parablicas y abovedadas.

En carreteras de alto volumen de trnsito y por necesidad de limpiezay mantenimiento de las alcantarillas, se adoptar una seccin mnimacircularde 0.90 m (36) de dimetro o su equivalente de otra seccin,salvo en cruces de canales de riego donde se adoptarn seccionesde acuerdo a cada diseo particular.

Las alcantarillas tipo marco de concreto de seccin rectangular ocuadrada pueden ubicarse a niveles que se requiera, como colocarsede tal manera que el nivel de la rasante coincida con el nivel superiorde la losa o debajo del terrapln. Generalmente, se recomiendaemplear este tipo de alcantarillas cuando se tiene la presencia desuelos de fundacin de mala calidad.

Es importante instalar alcantarillas permanentes con un tamao losuficientemente grande como para desalojar las avenidas de diseoms los escombros que se puedan anticipar.

En cauces naturales que presentan caudales de diseo importantesdonde la rasante no permite el emplazamiento de una alcantarilla de


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dimensin considerable, se suelen colocar alcantarillas mltiples, sinembargo, este diseo debe tener en cuenta la capacidad de arrastredel curso natural (palizada, troncos y material de cauce) y supendiente longitudinal para evitar obstrucciones, recomendndose

utilizar obras con mayor seccin transversal libre, sin subdivisiones. En el caso del proceso constructivo de tuberas para alcantarillas

mltiples, se recomienda que la separacin de los tubos, medidaentre las superficies externas, deber ser tal que facilite lacompactacin del material de relleno igual a la mitad del dimetro dela tubera con un mximo de 1.0 m y 0.4 m como mnimo.

Asimismo, en cauces naturales con caudales de diseoconsiderables, pendiente longitudinal reducida y transporte depalizada como es el caso de cursos naturales ubicados en la regin

selva de nuestro 73 pas, se recomienda la colocacin de obras con lamayor seccin hidrulica posible que dependiendo del aspectoeconmico podrn utilizarse alcantarillas tipo arcos parablicos oabovedadas.

En los Anexos: Lamina N 02, se aprecia una seccin tpica dealcantarilla tipo tubera metlica corrugada (TMC) con proteccin a laentrada y salida.

En la Lmina N 03, se aprecia secciones tpicas de alcantarillas tipomarco de concreto con protecciones de entrada y salida.


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b. MaterialesLa eleccin del tipo de material de la alcantarilla depende de variosaspectos, entre ellos podemos mencionar el tiempo de vida til, costo,resistencia, rugosidad, condiciones del terreno, resistencia a la

corrosin, abrasin, fuego e impermeabilidad. En conclusin no esposible dar una regla general para la eleccin del tipo de material aemplear en la construccin de la alcantarilla, sino que adems de losaspectos mencionados anteriormente depende del tipo de suelo, delagua y principalmente de la disponibilidad de materiales en el lugar.

5. RECOMENDACIONES Y FACTORES A TOMAR EN CUENTA PARAEL DISEO DE UNA ALCANTARILLA

A continuacin se presentan algunas recomendaciones prcticas yfactores que intervienen para el diseo adecuado de una alcantarilla.Para asegurar la estabilidad de la carretera ante la presencia deasentamientos provocados por filtraciones de agua, la alcantarilla debeasegurar la impermeabilidad.

Asimismo, dentro de los factores se mencionan los siguientes:

a. Como factores fsicos y estructurales, tenemos: la durabilidad, altura derelleno disponible para la colocacin de la alcantarilla, cargas actuantes

sobre la alcantarilla y calidad y tipo de terreno existente.


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b. Dentro de los factores hidrulicos, tenemos: el caudal de diseo,pendiente del cauce, velocidad de flujo, material de arrastre, pendientede la alcantarilla y rugosidad del conducto.

c. Otros factores importantes que deben ser tomados en cuenta para la

eleccin del tipo de alcantarilla, son la accesibilidad a la zona delproyecto y la disponibilidad de materiales para su construccin.

6. DISEO HIDRULICOEl clculo hidrulico considerado para establecer las dimensionesmnimas de la seccin para las alcantarillas a proyectarse, es loestablecido por la frmula de Robert Manning* para canales abiertos ytuberas, por ser el procedimiento ms utilizado y de fcil aplicacin, la

cual permite obtener la velocidad del flujo y caudal para una condicinde rgimen uniforme mediante la siguiente relacin.


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Se debe tener en cuenta la velocidad, parmetro que es necesarioverificar de tal manera que se encuentre dentro de un rango, cuyoslmites se describen a continuacin.


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Se deber verificar que la velocidad mnima del flujo dentro delconducto no produzca sedimentacin que pueda incidir en una reduccinde su capacidad hidrulica, recomendndose que la velocidad mnima

sea igual a 0.25 m/s.Asimismo, se debe tener muy en cuenta la velocidad de flujo a la salidade la alcantarilla, generalmente esta velocidad es mayor que lavelocidad de escurrimiento en el cauce natural y debe limitarse a fin deevitar procesos de socavacin del cauce aguas abajo de la estructura yno afecte su estabilidad.A continuacin, se presenta una tabla con valores mximos admisiblesde velocidades de flujo segn el tipo de material donde se desplaza.


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7. CONSIDERACIONES PARA EL DISEO

a. Material slido de arrastreLa palizada, material slido y hasta desperdicios arrojados a los cauces

naturales y que son arrastrados por la corriente, son elementos muyperjudiciales si se acumulan en la alcantarilla e inciden en sucomportamiento hidrulico. No solamente afecta a la alcantarilla,tambin afecta las zonas aledaas de la carretera.Consecuentemente, es importante que las carreteras cuenten con unprograma de mantenimiento rutinario, a fin de identificar los sectoresvulnerables, propensos de ser afectados por este fenmeno.

b. Borde libreEl borde libre en alcantarillas es un parmetro muy importante a tomaren cuenta durante su diseo hidrulico, por ello, las alcantarillas nodeben ser diseadas para trabajar a seccin llena, ya que esto

incrementa su riesgo de obstruccin, afectando su capacidad hidrulica.Se recomienda que el diseo hidrulico considere como mnimo el 25% de la altura, dimetro o flecha de la estructura.

c. Socavacin local a la salida de la alcantarillaSi la velocidad del flujo a la entrada y particularmente a la salida de laalcantarilla es alta, puede producir procesos de socavacin local queafecte su estabilidad, por ello, se recomienda la proteccin del caucenatural mediante la construccin de emboquillados de piedra, enchapado

de rocas acomodadas u otros tipos de revestimientos, los cuales


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debern extenderse hasta zonas donde la socavacin local no tengaincidencia sobre la proteccin.Clculo del dimetro medio de los elementos de proteccin a la salida dealcantarillas en funcin de la velocidad del flujo.


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d. Mantenimiento y limpiezaLas dimensiones de las alcantarillas deben permitir efectuar trabajos demantenimiento y limpieza en su interior de manera factible. Esimportante realizar estos trabajos con la finalidad que funcionen

adecuadamente, tal como se ha previsto en el diseo.Es necesario efectuar un programa de mantenimiento que incluyaninspecciones antes y despus de perodos lluviosos para comprobar elestado hidrulico estructural de la obra y obtener datos como marcasdejadas por las crecidas, acumulacin de material, depsito

e. AbrasinLa abrasin es una accin mecnica de rozamiento que consiste en laerosin del material de la alcantarilla por la accin de slidos flotantestransportados por el cauce natural. Este fenmeno depende del carctery cantidad de material de arrastre, duracin, frecuencia y velocidad delflujo.Es importante tomar en cuenta este fenmeno al momento de elegir eltipo de material del cual estar constituida la alcantarilla.

f. CorrosinLa corrosin se define como el deterioro de un material a consecuenciade un ataque electroqumico por su entorno y puede manifestarse comoconsecuencia de la accin de elementos activos presentes en el suelo,agua o atmsfera.Siempre que la corrosin est originada por una reaccin electroqumica(oxidacin), la velocidad a la que tiene lugar depender en algunamedida de la temperatura, de la salinidad del fluido en contacto con elmetal y de las propiedades de los metales en cuestin.


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Las condiciones ambientales que contribuyen a la corrosin dealcantarillas son condiciones alcalinas y cidas presentes en el suelo yen el agua, y la conductividad elctrica del suelo.El agua con alta salinidad causa intensa corrosin a corto plazo en el

acero.Es importante sealar que cualquier material utilizado en la construccinde alcantarillas expuesto al agua de mar o cuando las alcantarillas seubiquen en zonas costeras cercanas al mar requieren algn tipo deproteccin para asegurar su vida til. Lo mismo, sucede con los cidosproducidos por minas de carbn u otras operaciones mineras.Se indica, asimismo que los suelos con alto contenido de materiaorgnica son nocivos para los metales ya que se corroen.En el caso de alcantarillas de metal corrugado generalmente se utiliza

capas protectoras tales como recubrimientos asflticos, sin embargo,esta medida muchas veces no es suficiente, por lo que un material demayor resistencia sera el ms adecuado para actuar en medios muyagresivos.

g. Seguridad y vida tilEl diseo de alcantarillas debe garantizar la adecuada y correctaevacuacin del flujo que discurre hacia a la carretera mediante laobtencin de diseos hidrulicos adecuados.Existen medidas para prolongar la vida til de las alcantarillas y mejorarsus condiciones de servicio.Las medidas que se utilizan con mayor frecuencia se mencionan acontinuacin: Con la finalidad de proteger las alcantarillas constituidas por tubos

metlicos corrugados de la presencia de agentes exteriores quepuedan afectarlas, se recomienda el uso de recubrimiento asfltico,de esta manera se logra incrementar su vida til.

Cuando las condiciones de exposicin son muy agresivas, talescomo velocidades excesivas con presencia de elementos abrasivos

en el flujo, presencia de aguas salinas o cidas provenientes deestablecimientos mineros, suelos alcalinos y suelos con presenciade turba, el recubrimiento asfltico no ofrece una proteccinsuficiente, bajo estas condiciones no es recomendable el uso dealcantarillas metlicas, por ello, se recomienda el uso de otrosmateriales para la construccin de alcantarillas, como concreto dealta resistencia o tubos de alta densidad.


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8. LIMPIEZA DE ALCANTARILLAS

a. GENERALIDADESConsiste en remover todo material extrao de las alcantarillas incluidas

sus obras de entrada y salida, de tal manera que permanezcan libres debasuras y sedimentos.El objetivo es mantener todos los elementos de la alcantarillas, cajatoma, ducto y aliviadero, trabajando eficientemente, permitiendo que elagua fluya libremente.Los trabajos se deben ejecutar antes del inicio de la estacin lluviosa yperidicamente durante dicha poca. Inspeccionar con frecuencia elestado de las alcantarillas.

b. MATERIALESNo se requiere del suministro de materiales para la ejecucin de esta

actividad.

c. EQUIPOS Y HERRAMIENTASLos equipos y herramientas necesarios para la ejecucin de estaactividad son:Lampas, rastrillos, carretillas, soga, baldes, machetes y una cmarafotogrfica, etc.

d. PROCEDIMIENTO DE EJECUCIN

206.4 El procedimiento a seguir para la ejecucin de los trabajos es elsiguiente:


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Colocar seales preventivas y dispositivos de seguridad. El personal debe contar con los uniformes, cascos y todos los

elementos de seguridad industrial en concordancia con las normasestablecidas.

Distribuir los trabajadores de acuerdo con la programacin de estaactividad.

Tomar algunas fotografas de casos sobresalientes y/orepresentativos, en la situacin inicial y en actividades de avance.

Retirar basuras, piedras, sedimentos, vegetacin, y cualquiermaterial extrao, de los elementos de entrada, ducto y salida de lasalcantarillas.

Trasladar el material retirado, colocndolo en sitios que no afecten elentorno ambiental y evitando depositarlos en puntos que interfieran

el sistema de drenaje de la va. Depositar los materiales extrados segn sus caractersticas,

biodegradable o no, en los depsitos de excedentes definidos parael efecto.

Inspeccionar visualmente que, despus de la limpieza, lasalcantarillas trabajen eficientemente.

Al terminar los trabajos, retirar las seales y dispositivos deseguridad en forma inversa a como fueron colocados.

Tomar algunas fotografas de casos sobresalientes y/orepresentativos, en la situacin final.

9. REPARACIN MENOR DE ALCANTARILLAS DE CONCRETO

a. GENERALIDADESConsiste en reparar cabezales y daos puntuales de los elementosdeteriorados a la entrada y/o salida de la alcantarilla, y efectuarreparaciones de agrietamientos, desprendimientos u otros daospuntuales similares en la tubera de concreto, procurando dejarlos en

condiciones similares a las originales de construccin.El objetivo es mantener las alcantarillas trabajando eficientemente ycumpliendo con las funciones para las que fueron construidas,permitiendo que el agua fluya libremente.Los trabajos se deben ejecutar cuando se detecten grietas, desplomes,

pequeas socavaciones y otros daos, en los cabezales, elementos deentrada y salida, tuberas de concreto y otros elementos de lasalcantarillas, procurando hacer los trabajos de reparacin en pocaseca. Reparar los cabezales y los elementos de entrada y salida con un

material similar a aquel con que fueron construidas y la tubera segn eltipo de concreto.


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b. EQUIPOS Y HERRAMIENTASLos equipos y herramientas necesarios para la ejecucin de estaactividad son: mezcladora de concreto, lampas, carretilla, varilla de

acero, baldes de construccin, tina o cubeta para agua, badilejo,plancheta y una cmara fotogrfica, etc.

c. PROCEDIMIENTO DE EJECUCINEl procedimiento a seguir para la ejecucin de los trabajos es elsiguiente: Colocar seales preventivas y dispositivos de seguridad. El personal debe contar con los uniformes, cascos y todos los


Distribuir los trabajadores de acuerdo con la programacin de estaactividad

Tomar algunas fotografas de casos sobresalientes y/orepresentativos, en la situacin inicial y en actividades de avance.

Inspeccionar las alcantarillas para determinar las reas de trabajo. Retirar el material suelto y picar la superficie estable para garantizar

la adherencia del concreto nuevo. Trasladar el material retirado,colocndolo en sitios que no afecten el entorno paisajstico yevitando depositarlo en puntos que interfieran el sistema de drenaje

del camino. Colocar el encofrado donde y cuando sea necesario.


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Preparar y colocar la mezcla de concreto o preparar los materialespara la mampostera.

Curar el concreto durante 7 das. Retirar el encofrado a los 3 das de ser el caso. Realizar la limpieza mediante el retiro de los materiales sobrantes en

la alcantarilla y en los sitios de las obras y trasladarlos al depsitode excedentes previsto para el efecto.

Al terminar los trabajos, retirar las seales y dispositivos deseguridad en forma inversa a como fueron colocados.

Tomar algunas fotografas de casos sobresalientes y/orepresentativos, en la situacin final.

10. REPARACIN MENOR DE ALCANTARILLAS METLICAS

a. GENERALIDADESConsiste en reparar cabezales y daos puntuales de los elementosdeteriorados a la entrada y/o salida de la alcantarilla y en reparar latubera metlica reemplazando las partes deformadas y/o apretar yreemplazar tuercas y tornillos flojos o faltantes, procurando dejarlos encondiciones similares a las originales de construccin.El objetivo es mantener las alcantarillas trabajando eficientemente ycumpliendo con las funciones para las que fueron construidas,permitiendo que el agua fluya libremente.Los trabajos se deben ejecutar cuando se detecten grietas, desplomes,pequeas socavaciones y otros daos en los cabezales, elementos deentrada y salida y en la tubera metlica de las alcantarillas, procurandohacer los trabajos de reparacin en poca seca. Reparar los cabezales yelementos de entrada y salida con material similar a aquel con quefueron construidas ya sea con concreto o mampostera de piedra ymortero y la tubera metlica empleando elementos del mismo tipo.

b. EQUIPOS Y HERRAMIENTASLos equipos y herramientas necesarios para la ejecucin de estaactividad son: mezcladora de concreto, lampas, carretilla, varilla deacero, baldes de construccin, tina o cubeta para agua, badilejo,plancheta, herramientas especficas para la reparacin de la tuberametlica y una cmara fotogrfica, etc.

c. PROCEDIMIENTO DE EJECUCIN

El procedimiento a seguir para la ejecucin de los trabajos es elsiguiente:


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Colocar seales preventivas y dispositivos de seguridad. El personal debe contar con los uniformes, cascos y todos los


Distribuir los trabajadores de acuerdo con la programacin de estaactividad Tomar algunas fotografas de casos sobresalientes y/orepresentativos, en la situacin inicial y en actividades de avance.

Inspeccionar las alcantarillas para determinar los elementos dereparacin ya sean cabezales, elementos de entrada y salida o en latubera metlica.

Efectuar los arreglos y las reparaciones necesarias en la tuberametlica.

Proceder hacer las reparaciones en cabezales y elementos de

entrada y salida, retirando los materiales sueltos y picando lasuperficie estable para garantizar la adherencia del concreto nuevo. Colocar el encofrado donde sea necesario. Preparar y colocar la mezcla de concreto o preparar los materiales

para la mampostera. Reparar las reas afectadas dejndolas en condiciones

satisfactorias Curar el concreto durante 7 das. Retirar el encofrado a los 3 das de ser el caso. Realizar la limpieza mediante el retiro de los materiales sobrantes en

la alcantarilla y en los sitios de obra y trasladar los materialessobrantes al depsito de excedentes previsto para el efecto.

Al terminar los trabajos, retirar las seales y dispositivos deseguridad en forma inversa a como fueron colocados


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BIBLIOGRAFIA

MANUAL DE HIDROLOGA, HIDRULICA Y DRENAJE MTC.

ESPECIFICACIONES TCNICAS GENERALES PARA LACONSERVACIN DE CARRETERAS-MTC

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