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CARRETERAS DESTAPADAS. NOCIONES DE DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y MANTENIMIENTO. OBRAS DE DRENAJE

Transporte y Vías

Este material de autoestudio fue creado en el año 2007 para el programa Ingeniería de Transporte y Vías y ha sido autorizada su publicación por el (los) autor (es), en el Banco de Objetos Institucional de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia.

Nydia Elizabeth CorreaAlbarracín, Héctor Erfawin Alvarado Guerrero

CARRETERAS DESTAPADAS: NOCIONES DE DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y MANTENIMIENTO – OBRAS DE DRENAJE -

NYDIA ELIZABETH CORREA ALBARRACÍN HÉCTOR ERFAWIN ALVARADO GUERRERO
DIRECTOR Ing. MsC. GONZÁLO PÉREZ BUITRAGO

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE TRANSPORTE Y VÍAS GRUPO DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO ENINFRAESTRUCTURA VIAL – GRINFRAVIALTUNJA 2007

OBJETIVOS
GENERAL
Elaborar un manual de diseño, construcción y mantenimiento para obras de drenaje y subdrenaje en vías en afirmado, con criterios de diseño hidráulico e hidrológico el cuál hará parte del Manual de Carreteras Destapadas, proyecto de investigación en el que actualmente trabaja GRINFRAVIAL.

ESPECÍFICOS
Realizar la revisiónbibliográfica e infográfica sobre el tema de alcantarillas, cunetas y filtros para vías en afirmado. Elaborar ábacos de diseño para cunetas para diferentes condiciones hidráulicas e hidrológicas. Adoptar el Manual de Diseño de Alcantarillas de la Federal Highway Administration (FHWA), las cartas de diseño de las estructuras más utilizadas en nuestro país. Plantear criterios básicos de construcción ymantenimiento para obras de drenaje y subdrenaje en vías en afirmado.

PRINCIPIOS BÁSICOS DE HIDROLOGÍA E HIDRÁULICA

Las carreteras destapadas son más susceptibles al daño causado por el agua, por lo que resulta de vital importancia conocer los posibles factores hidrológicos e hidráulicos que afectan el comportamiento del agua frente a las diferentes obras de drenaje. En el diseño de estossistemas u obras de drenaje existen tres elementos fundamentales para garantizar la funcionalidad y durabilidad: Diseño Hidrológico Diseño Hidráulico Diseño Estructural Tanto en el diseño hidrológico como hidráulico es necesario tener en cuenta aspectos como coeficientes de escorrentía, intensidad de la lluvia, tiempos de concentración, períodos de retorno, tipos de flujo, velocidad de flujo,coeficientes de rugosidad, sección transversal y forma de las obras de drenaje.

ASPECTOS HIDROLÓGICOS
En el diseño hidrológico de obras de drenaje para carreteras destapadas es necesario estimar con certeza el caudal máximo de escorrentía del área tributaria a la obra de drenaje para un periodo de retorno dado. Los resultados del análisis estadístico no son tan exactos, como el resultado delanálisis hidráulico. Sin embargo ambos deben realizarse, pero el estudio hidrológico debe hacerse primero. Tiempo de concentración Intensidad Período de retorno Coeficiente de Escorrentía Caudal Pico de diseño

Para cuencas rurales se tienen períodos de retorno de acuerdo al tipo de obra.

Fuente: Gavilán León Germán Eduardo. Manual de diseño de drenajes superficiales y subsuperficiales en vías 2001.pag. 39

Métodos para determinar el caudal pico de diseño.

Fuente: Traducido de “Hydraulics Design Of Highway Culverts. Federal Highway Adminisration. Reimpreso 1998. pag. 15.

PRINCIPIOS HIDRÁULICOS EN CANALES ABIERTOS
Se define como diseño hidráulico al cálculo del caudal que puede circular por una estructura de drenaje en función de su forma y material. Para el correcto diseñohidráulico se deben conocer y analizar los diferentes tipos y regímenes de flujo que se pueden presentar en las estructuras de drenaje de una carretera. TIPOS DE FLUJOS. En canales abiertos el flujo se clasifica en función al cambio del nivel del flujo considerando el tiempo y espacio. De acuerdo al tiempo se clasifica como permanente o no permanente y respecto al espacio en uniforme o variado....