Drenaje de la

plataformaDrenaje VIal

Ing. Vicente Tinoco MSc.

Drenaje de la plataforma

Cunetas laterales

Cunetas de coronación

Bajantes

Anexo: Elementos geométricos de las secciones de escurrimiento.

Colectores de aguas lluvias

Contenido

Drenaje de la platarfoma Objetivo: Mantener las pistas de tránsito libres de inundación para la

probabilidad de la precipitación de diseño

Criterios de diseño NEVI (2013): Q-> Método racional i:10 min. Tr: 25 años

Cunetas laterales Son canales abiertos ubicados junto a la

carretera, diseñadas con el propósito de

recolectar el escurrimiento proveniente de

la vía, espaldones y áreas adyacentes, y

dirigirlos hacia los cursos de drenaje más

cercanos o a las alcantarillas.

La pendiente de la cuneta será igual a la pendiente longitudinal de la

vía. Pendiente mínima sugerida 0.12% para cunetas revestidas. 0.25%

en aquellas sin revestir.

Dimensionamiento se realiza con ec. de Manning (1891). Valores

sensibles a coeficiente de rugosidad n. Seleccionar con precaución.

Revestimiento de hormigón: n= 0.02

Cuneta no revestida: n=0.03

2/13/21

oh SARn

Q

Q= Caudal de diseño en (m3/s): Calculo

dos diapostivas mas adelante

A= área mojada (m2)

Rh= Radio hidráulico (m)

So = Pendiente del cauce

Cunetas laterales: capacidad hidraulica

de secciones

Fuente: NEVI, 2013

Cunetas: Caudal de diseñoNEVI (2013) recomienda calcular con el método racional discutido

en clases. Q = CiA.

Donde: i: es la intensidad en (mm/h)

C: Coeficiente de escorrentía

A: Area de aporte al desfogue de la cuneta (m2)

Q: Caudal de diseño (m3/s)

Fuente: NEVI, 2013

Vo = i / 3.6 *106

a = (SO(1/2) / n)

te = ( L / a*Vo2/3) 3/5

q = a * (Vo * t) 5/3 para 0 < t < te

qmáx = a * (Vo * t e)5/3 para te < t < d

Donde:

d Duración de la lluvia (segundos).

i Intensidad de la precipitación en exceso (mm/h).

L Longitud de la cuneta, desde el parte de aguas hasta la descarga (m).

n Coeficiente de rugosidad (fórmula de Manning).

q Caudal unitario en el tiempo “t” (m3/s/m).

qmáx Caudal unitario máximo durante el intervalo (d-te) (m3/s/m).

SO Pendiente media de la superficie.

t Tiempo (segundos).

te Tiempo de equilibrio para que se presente el qmáx, (segundos).

Cunetas: Caudal de diseño

Otra metodología ampliamente usada es el de Henderson, (1966).

Con la que se calcula el caudal máximo que es recolectado por

metro de cuneta

Cunetas: Criterios de diseño

La longitud de la cuneta depende de los siguientes aspectos:

Topografía

Velocidades máximas admisibles

Evitar rebosamiento de agua de la sección

Evitar que se produzcan depósitos de material

Separación entre alcantarillas.

Si la topografía lo permite también se pueden realizar descargas laterales

Velocidad mínima 0.25 m/s. Para evitar depósito de me

material o sedimentación

Velocidades máxima para evitar erosión en cunetas

revestidas:

Fuente: NEVI, 2013

Cunetas de coronación

También llamadas contracunetas o

canales de interceptores.

Son canales construidos en zonas

donde existe taludes de corte o

donde el terreno presente mucho

pendiente. Tienen la función de

desviar el agua que escurre sobre

la superficie del terreno para

evitar la erosión del talud y evitar

un incremento del caudal en las

cunetas.

El agua encauzada se conduce a

una quebrada cercana o a la

descarga más cercana del sistema

de drenaje.

Cunetas de coronación en taludes

de corteSe consideran los siguientes aspectos

de diseño:

Las cunetas se localizan cerca de

la corona de los taludes de corte,

a una distancia variable que

depende de la altura de éste. La

distancia mínima entre la cuneta

y la corona del corte es de 5 m o

igual a la altura del corte cuando

éste es mayor a 5 m.

El trazado de la cuneta será

paralelo al corte y su pendiente

longitudinal uniforme desde su

origen hasta su desfogue.

Cunetas de coronación en taludes

de corteSe consideran los siguientes aspectos de

diseño:

Es común el tipo de sección

rectangular o trapezoidal. La

capacidad hidráulica se

determinará por la sección

transversal y velocidades.

La velocidad máxima permitida

y pendientes mínimas son

acorde con la presentada en la

sección de cunetas.

Para pendientes mayores a 2% se requiere que el canal sea revestido de

concreto o enrocado

En el sitio de descarga se deberá construir bajantes/rampas de descarga

para evitar la erosión por efecto de las grandes velocidades del agua.

Cunetas de coronación o canales

interceptores en terraplenes

Colectan las aguas superficiales

provenientes de calzadas y

espaldones para conducirlas

hacia los puntos de desagüe y así

proteger la erosión del terraplén

que se pudiera dar al correr

éstas aguas por sus taludes.

Estas cunetas deben estar

formadas por el espaldón

revestido y una solera.

La gradiente mínima es de 0,25%

en canales de tierra y de 0,12%

en canales revestidos.

Velocidad mínima es de 0,25

m/s.

Mientras que las máximas es

igual que en el caso de cunetas.

Bajantes, rampas o canales

de descarga lateral Son canales que se conectan con las

cunetas de coronación y/o con las cunetas laterales. Descienden transversalmente por los taludes de la vía, conduciendo el caudal hacia los sitios de descarga.

Estos canales tienen pendientes fuertes y por lo tanto altas velocidades. Para disipar la energía del flujo es recomendable dar rugosidad artificial a la solera de la rampa. Esto se puede realizar colocando piedras embebidas parcialmente en el hormigón. Este es un sistema económico por lo que es ampliamente utilizado.

En las uniones de las cunetas o contra cunetas con los canales de descarga se recomienda ampliar la sección de los canales para darles una mayor capacidad y contener la turbulencia generada por la rugosidad artificial.

Anexo: Elementos geométricos de las secciones de escurrimiento.

Fuente: NEVI, 2013

Colectores de aguas lluvia

Conductos subterráneos y sistemas colectores

destinados a drenar la calzada que fluyen hacia un solo

punto de descarga

Criterios de diseño

Escorrentía con tiempo de

concentración de 10 minutos.

En el caso que reciban descarga de

cunetas, será ése el caudal de

diseño

En el caso de curvas de autopistas de cuatro o más carriles de

circulación, se presenta un problema de acumulación de agua en

parterre del lado de la vía de circulación más elevada.

Solución instalación de sumideros en el partere dispustos a longitud

suficiente de tal forma que se pueda drenar el agua de la curva.

El agua será recolectada por un colector subterráneo.

Sumideros y rejillas

Sumideros laterales en solera: Se adaptan para instalaciones con solera y cuneta, de las que reciben aguas lluvias.

Apertura se diseña para admitir flujos que conducen basuras flotantes.

Capacidad interceptora depende de gradiente de la cuneta de aproximación. Funcionamiento óptimo para cunetas con So<3%

Sumideros horizontales de rejillas:

Capacidad hidráulica está dada por

el espaciamiento entre rejillas.

Desventaja es que se obstruyen

rápidamente con las hojas o basuras

arrastradas por la corriente. Ventaja:

Son preferibles cuando So>3%

Ubicación de sumideros

Depende de:

Magnitud de escurrimiento

Inclinación

Ubicación y geometría de enlaces e intersecciones

Ancho del flujo permisible

Capacidad del sumidero

Acceso para mantenimiento

Volumen y desplazamiento de tráfico vehicular y de peatones

Cantidad de materia flotante

Ubicación y espaciamiento depende de flujo de aguas

lluvias calculado

En intersecciones se recomienda colocarlo aguas arriba de

la intersección

Cuando las condiciones requieran colocar más de un

sumidero en un cierto lugar. El espaciamiento mínimo

entre ellos será de 6 m. Para permitir que sea recolectado

el flujo que pasó el primero.

Diseño hidráulico de sumideros

Superficie libre: Igual a carga por pérdidas de entrada

en la tubería más 25 cm entre la admisión de la cuneta

y el espejo de agua en el sumidero.

Se comporta como vertedero, sin embargo si la carga de

entrada es mayor a 30 cm se calcula como orificio.

Comportamiento como vertedero:

Donde:

Q: caudal (m3/s);

C: coeficiente experimental de gasto, adimensional;

recomendado C=1.6 (NEVI-12)

P: perímetro exterior de la rejilla, sin contar espesor de barras externas (m)

H: altura de agua sobre la rejilla (m).

Diseño de la tuberías en colectores

Colectores de agua lluvia tienen sección circular.

Dimensionamiento con ecuación de Manning.

Pozos de revisión Ubicados en la convergencia de dos o más tuberías o depende de la

longitud en tuberías largas.

Tuberías con D≥1.20 m Espaciamiento de pozos es entre 200 a 350 m.

Tuberías con D≤1.20 m Espaciamiento de pozos es entre 100 a 200 m.