FACULTAD DE INGENIERA CIVIL Y AMBIENTAL

DISEO DE PAVIMENTOS

RESUMEN DRENAJES

LIBRO: Handbook of Steel drainage and highway construction products

POR: LIZETH MONTENEGRO

02/05/2014

DRENAJE PLUVIALSe pueden clasificar dentro de los tres ms importantes tipos de construccin: alcantarillas, desages pluviales y puentes.ALCANTARILLASLa diferencia entre alcantarillas y desages pluviales se realiza principalmente en base a la longitud y el tipo de entrada y desage. Una alcantarilla se define como un canal cerrado que sirve como una continuacin de un sustituto de un flujo abierto, donde el flujo encuentra una barrera artificial como una carretera, un terrapln o un dique. Una alcantarilla tiene una longitud menor de 60 metros. Un desage pluvial constituye un sistema recolector de agua de lluvia, agua superficial y agua de las calles, proveniente del consumo domstico e industrial. Se trata de una serie de secciones tangentes con pozos en todos los nodos de interseccin.Una alcantarilla se puede clasificar tambin como un tipo de puente. Generalmente. La rgida definicin de un puente requiere que la cubierta de la estructura sea tambin la superficie de la carretera, y simplemente una extensin de la va. El uso de tubera de acero corrugado, arcos de tubera de gran dimetro, y la larga vida til de las alcantarillas han desempeado un papel importante dentro del reemplazo de puentes deteriorados y han alterado esta definicin convencional.DESAGES PLUVIALES Y CERRAMIENTO DE CORRIENTES (CANALIZACIONES)Un desage pluvial lleva agua lluvia, agua superficial y agua de las calles (lavado) exclusivo del consumo domstico e industrial. Esta agua es un poco ms corrosiva que el escurrimiento de una cuenca rural. La erosin debida a la circulacin hidrulica puede ser un factor generalmente es menor que en las alcantarillas.Los desages pluviales de acero corrugado tienes un servicio rcord de 75 aos. La resistencia, flexibilidad, juntas positivas y costos de instalacin de desages de acero son asegurados por el uso del criterio racional de diseo a la corrosin y de recubrimientos disponibles sin inconvenientes.Muchas comunidades en crecimiento enfrentan la necesidad de expansin de sus sistemas de alcantarillado pluvial para acomodar el desarrollo residencial, comercial e industrial. La tubera de desage de acero proporciona una solucin rpida. Su inherente ventaja para contratistas y ciudades con economas de largo alcance permite la construccin de proyectos que de otra manera no sera posible.PUENTES Y REEMPLAZO DE PUENTESLa reparacin de puentes es especialmente aguda a niveles de municipios o condados en EEUU debido a que los fondos para el mantenimiento y reemplazo de puentes de carreteras de segundo orden son limitados. La mayora de puentes para sistemas de segundo orden son concebidos para alcances cortos, y pueden ser reemplazados o reconstruidos con estructuras de acero corrugado; tuberas convencionales de acero corrugado y tuberas arco, tubera de placa estructural, y arcos; alcantarilla tipo bal de acerco; o alcantarilla de largo alcance.ESTRUCTURAS DE LARGO ALCANCEEstas estructuras permiten el uso de tamaos ms grandes e incrementaron las cargas permisibles y las cargas vivas. Este concepto hizo posible lograr vanos libres en exceso de 12 m y reas libres de 100 m2.Algunas de las aplicaciones de este tipo de estructuras en que estas estructuras sirven son puentes, autopistas y peajes, canalizaciones, tneles, alcantarillas y conductos transportadores. Las estructuras han sido muy populares para la sustitucin de puentes y cuando se usan para tal propsito se obtienen las siguientes ventajas:1. Eliminar problemas de cubierta por heladas1. No hay problemas en las cubiertas de los puentes1. Elimina el constante mantenimiento del puente y pintura de la superestructura1. Permite el uso de una seccin constante de la va en la vecindad de la estructura1. Fcil ensanchamiento de la carretera por una simple extensin de los tramos finales1. El ensamblaje fcil y disponible de componentes1. Menor tiempo de diseo y construccin permite la apariencia natural de los taludes de tierra y se puede utilizar vegetacin.1. EconomaOTROS TIPOS DE ALCANTARILLASAunque el uso principal de la tubera de acero corrugado es para drenaje, hay algunas clases de efluentes domsticos, comerciales e industriales que pudieran manejarse econmicamente por alcantarillas de tuberas de acero corrugado.SUBDRENAJEEl sub drenaje es el control de las aguas subterrneas, en contraste con las aguas superficiales o de aguas pluviales.El sub drenaje es una solucin prctica y econmica de mantener firmes, estables las sub bases y estructuras de fundaciones. La eliminacin de los recortes hmedos y evitar levantamiento por helada; la prevencin de desprendimiento de relleno y cortar las pendientes; mantenimiento de reas recreativas seco; y la reduccin de la saturacin de relleno detrs de la pared de retencin.HIDRULICA DE CANALES DE DRENAJE ABIERTOAntes de disear alcantarillas, drenajes pluviales y otras estructuras de drenaje, se debe considerar el diseo de zanjas, alcantarillas, canaletas, cunetas medianas, y otros canales que conducen a estas estructuras.

Las precipitaciones y la escorrenta, una vez calculados, son seguidas por el diseo de los canales adecuados para manejar el caudal mximo con la erosin mnima, el mantenimiento y peligro para el trfico.

El flujo uniforme de agua limpia en una recta del canal sin obstculos sera un problema sencillo, pero rara vez es atendido. La frmula de Manning da resultados reales si la seccin transversal del canal, la rugosidad, y la pendiente son constantes en una distancia suficiente para establecer un flujo uniforme.

TIPO DE REVESTIMIENTO n Manning

Tierra ordinaria, suavemente graduada 0.02Csped, profundidad de flujo sobre 150mm 0.04Csped, profundidad de flujo bajo los 150mm0.06Escollera tipo A, spera0.04Cunetas pavimentadas de concreto0.016

HIDRULICA DE ALCANTARILLASEl diseo de una alcantarilla an no ha llegado a la etapa en la que dos o ms personas siempre van a llegar a la misma respuesta, o donde el rendimiento real del servicio coincide con la anticipacin del diseador. La razn es que la interpretacin que el ingeniero de datos de campo y de la hidrologa es a menudo influenciada por el juicio personal, basado en su propia experiencia en una determinada localidad. Sin embargo, los datos sobre el terreno, la hidrologa y la investigacin hidrulica estn cerrando la brecha para moverse de arte de disear una alcantarilla un poco ms cerca de convertirse en una ciencia.QU HACE UN BUEN ALCANTARILLA?Un Grupo de Trabajo sobre Hidrulica de Alcantarillas ofrece las siguientes recomendaciones para'' Atributos de una buena carretera de Alcantarilla .1) Las estructuras de alcantarillas, de entrada y de salida deben tomar correctamente el agua con cuidado, tener carga, y los escombros que flotan en todas las etapas de flujo.2) Esto no deber causar un innecesario o excesivo dao a la propiedad3) Normalmente, esto deber permitir la trasportacin de material sin un cambio perjudicial en el patrn del flujo sobre o debajo de la estructura4) Debe ser diseado el futuro canal y mejorada carretera sin demasiada perdida o dificultad5) debe ser diseado para que funcione apropiadamente despus que el relleno haya causado el asentamiento6) No deber causar aguas estancadas en las cuales mosquitos puedan desarrollarse7) debe ser diseado para que se adapte a un incremento de la escorrenta ocasionado por un anticipado avance de tierras8) deber ser econmico de construir, hidrulicamente adecuado para manejar la descarga de diseo, estructuralmente durable y fcil de mantener9) debe ser diseado para permitir el excesivo encharcamiento en la entrada la cual puede causar daos de propiedad, acumulacin de la deriva, la obstruccin de la alcantarilla, la saturacin de relleno o daos en los depsitos aguas arriba10) las estructuras de entrada debern ser diseadas para desechar el material que no permita el paso a lo largo de la alcantarilla11) El diseo de alcantarillas o desages deber ser logrado en un re establecimiento tolerable, no erosionable canal de flujo dentro del derecho de va o dentro de una razonable corta distancia debajo de la alcantarilla12) El desage deber ser diseado para resistir socavacin y desastres13) las alcantarillas disipadoras, si son usadas, debern ser diseadas de tal manera que sea fcil de construir, econmico, y razonablemente seguro de limpiar durante los periodos de flujo bajoAGUA LIBREEl agua subterrnea puede consistir de una reserva subterrnea o puede ser de un flujo a travs de una gruesa fisura de materiales anteriores como un rio subterrneo, seguramente esto puede irse infiltrando o percollndose a travs de una delgada fisura entre estratos impermeables o ser concentrada en forma de una fuenteLas aguas libres entran en la subrasante por gravedad, esto puede consistir en una filtracin de aguas pluviales a travs de grietas en el pavimento o a lo largo de los bordes, O puede ser agua subterrnea percollndose de un acufero ms alto, como en un corte o excavacin en laderasEspecialmente notable en primavera, esta filtracin es tambin visible cortamente despus de la lluvia cuando el resto de la carretera se haya secado. Al pasar el trfico tambin sirve para bombear un poco del agua del suelo subrasante a travs de grietas o juntas sobre la superficie de la carretera (Fig. A-11, p. 19)El agua es perjudicial no solo porque esto disminuir la estabilidad y soporte de la subrasante sino porque esto puede congelar la superficie y convertirse en un inesperado peligro para el trfico, esto puede y deber ser removido para establecer una estable subrasante y prevenir posibles problemasCOMPUTO DE LA ESCORRENTIA EN LA SUBSUPERFICIEEn general, la cantidad de la escorrenta de la sub-superficie es igual a lo que penetra en el suelo segn los requerimientos del suelo, menos lo que se pierde por evaporacin o por el uso de las plantas. La naturaleza del terreno, su tamao forma y pendientes as como las caractersticas y laderas de los sustratos son factores que contribuyen.TAMAO DE LA TUBERIAEl tamao de la tubera puede ser determinado por el uso de la Formula de Manning o por el uso de un nomografo.Para sub drenaje normal de 150 mm de tubera perforada de acero se puede usar antes de incrementar el tamao.Donde posiblemente una mnima pendiente de 0,15 porciento deber ser usada para lneas de sub drenaje, A veces esto se permite usar incluso en pendientes ms planas donde necesariamente se obtiene una salida libre, Una pendiente ms pronunciada mejora la velocidad de auto limpiezaEn los ltimos aos ha habido una tendencia hacia el uso de geo textiles, o telas de filtro en lugar de filtros de agregado graduadas.Su uso es doble como se dice a continuacin:1. Actuar como separadores para mantener a los suelos erosionables de pas o de obstruccin multas fuera de la red de tuberas de sub drenaje.2. Actuar como filtros para permitir el libre flujo de agua, al tiempo que acta como separador.Una amplia gama de tejidos de filtro estn disponibles en diversos materiales bsicos ; tejido , tejido o no tejido , permeabilidad , resistencia a la traccin , resistencia a la abrasin ; tamao de poro ; tamao de la abertura equivalente ( EOS ) resistencia a la perforacin ; alcalino o resistente a los cidos ; calificaciones altas y bajas temperaturas ; congelar y descongelar la resistencia y la fuerza de ruptura. Adems, la estabilizacin ultravioleta se puede especificar.En la seleccin de los geo textiles, es importante reconocer si el propsito de la tela de filtro es refuerzo, control de la sedimentacin, estabilizacin de carretera, la estabilizacin de terraplenes, o slo para actuar como un separador, o un separador y el filtro, capaz de paso de agua comparable a un filtro de zahorra.Para la separacin y la filtracin, que es la condicin habitual para el control de las aguas subterrneas, uno de los principales parmetros en la seleccin de un pao nitro es el equivalente o efectiva Tamao de la abertura, o EOS.La EOS de la tela debe ser equilibrada con el tamao y la naturaleza de los materiales del suelo que se va a separar y la permeabilidad del suelo deseado.HIDRULICA DE TORMENTA ENTRADAS DE AGUAEntradas de agua de tormenta son los medios por los que la escorrenta de tormenta entra en el sistema de alcantarillado. Su diseo es a menudo descuidado o recibe muy poca atencin durante el diseo de los sistemas de drenaje pluvial. Si las entradas no pueden cumplir con el flujo de diseo para el sistema de alcantarillado, entonces el sistema ser a su vez no puede utilizar a su capacidad de diseo hidrulico. En algunos casos, puede ser deseable limitar el flujo de entrada al sistema de alcantarillado, como una alternativa de gestin de aguas pluviales. En estos casos, es imprescindible que se ponga ms nfasis en el diseo de entrada para asegurar que el tipo, la ubicacin y la capacidad de la entrada lograrn los requisitos de drenaje en general.