El documento habla sobre el drenaje en caminos. El drenaje es importante para controlar el movimiento de aguas superficiales y subterráneas y alejarlas rápidamente del camino para reducir gastos de conservación. Se debe considerar el drenaje desde la ubicación del trazo para evitar problemas posteriores. Algunos elementos del drenaje superficial incluyen cunetas, zanjas de coronación y alcantarillas.

1. Drenaje
Es la ciencia de controlar el movimiento de las aguas
superficiales y subterráneas con la finalidad de no afectar la
estructura del camino, alejándolas lo más rápido posible de
él, considerándose por lo tanto el factor de mayor
importancia para reducir los gastos de conservación del
camino.
El estudio del drenaje de un camino debe de iniciarse desde
la ubicación del trazo, con la finalidad de no afrontar
posteriormente problemas difíciles de drenaje o de defensas,
se tomará también en cuenta al ubicar la rasante y en el
diseño de la sección transversal proyectar las dimensiones
de las cunetas.
Algunos aspectos que se deben de considerar en lo
concerniente al drenaje de caminos.
Cuando el camino debe de seguir el curso de un valle o
corriente de agua, la superficie de rodadura debe de quedar
a una altura conveniente sobre el nivel de las aguas máximas
del río o valle.
Cuando el camino tenga que bordear algún lago o cualquier
otra extensión considerable de agua, en este caso es patente
el problema de drenaje en relación con la estabilidad de los
rellenos.
Al trazar un camino en la ladera de una montaña o loma se
debe de evitar en lo posible el paso por lugares sumamente
húmedos en los que hubiera el peligro de la existencia de
manantiales.
Drenaje superficial
El drenaje superficial consiste fundamentalmente en
controlar y disponer de las aguas que se precipitan
directamente sobre el camino y las zonas adyacentes, se
alejen lo más rápidamente posible para que no se filtren
dentro de las explanaciones haciéndolas perder estabilidad o
las erosionen.
Criterios funcionales
Los elementos del drenaje superficial se elegirán teniendo en
cuenta:
- Las soluciones técnicas disponibles.
- La facilidad de su obtención.
- Sus precios.
- Las posibilidades y costos de su construcción y
conservación.
- Los daños que su presencia pueda producir.
- Al paso del caudal de referencia para un periodo de retorno,
y habida cuenta –en su caso- del riesgo de obstrucción se
deberán cumplir las condiciones siguientes:
a) Velocidad de la corriente
No deberá causar daños por erosión ni por aterramiento.
b) Nivel del agua
En relación con la posibilidad de interrupción del
funcionamiento de la propia carretera o de vías contiguas el
máximo nivel que la lámina de agua deberá guardar,
respecto de la superficie de la plataforma de aquella, un
resguardo no inferior al especificado
c) Sobreelevación del nivel de la corriente.
Los daños materiales a terceros producibles por la
inundación de zonas aledañas a la carretera debida a la
sobreelevación del nivel de la corriente en un cauce,
provocada por la presencia de una obra de desagüe
transversal, no deberán tener la consideración de
catastróficos.
Período de retorno
La selección del caudal de diseño para el cual debe
proyectarse un drenaje superficial, está relacionada con la
probabilidad o riesgo que ese caudal sea excedido durante el
período para el cual se diseña la carretera.
TIPO DE OBRA período de retorno
Puentes y pontones 100(mínimo)
Alcantarillas de paso y badenes 50
Alcantarilla de alivio 10 – 20
Drenaje de la plataforma 10
Riesgo de obstrucción
Las condiciones de funcionamiento de los elementos de
drenaje superficial, pueden verse alteradas por su
obstrucción debida a cuerpos arrastrados por la corriente.
Es especialmente importante en los sumideros y colectores
enterrados debido a la presencia de basura o sedimentación
del material transportado por el agua. Para evitarlo, se
necesita un adecuado diseño, un cierto sobre
dimensionamiento y una eficaz conservación o
mantenimiento.
• Riesgo alto: Existe peligro de que la corriente arrastre
árboles u objetos de tamaño parecido.
• Riesgo medio: Pueden ser arrastradas cañas, arbustos,
ramas y objetos de dimensiones similares, en cantidades
importantes.
• Riesgo bajo: No es previsible el arrastre de objetos de
tamaño en cantidad suficiente como para obstruir el desagüe.
Daños debidos a la escorrentía
Únicamente se considerarán como daños a aquellos que no
se hubieran producido sin la presencia de la carretera. Es
decir a las diferencias entre los efectos producidos por el
caudal debido a la carretera y de sus elementos de drenaje
superficial y aquellos que se originaban antes de la
construcción.
Estos daños pueden clasificarse en las categorías siguientes:
• Los producidos en el propio elemento de drenaje o en su
entorno inmediato (sedimentaciones, erosiones, roturas).
• Las interrupciones en el funcionamiento de la carretera o
de vías contiguas, debidas a inundación de su plataforma.
• Los daños a la estructura del afirmado, a la plataforma de
la carretera o a las estructuras y obras de arte.
Los daños materiales a terceros por inundación de las zonas
aledañas podrán considerarse catastróficos o no. No
dependen del tipo de carretera ni de la circulación que esta
soporte, sino de su emplazamiento.
Daños no catastróficos a terceros
Donde existan zonas rurales en las que eventualmente
terceros sufren daños por inundaciones o similares, deberá
cuidarse y comprobarse que la carretera no constituya un
obstáculo que retenga las aguas desbordadas y prolongue de
forma apreciable la inundación después del paso de una
crecida.
Daños catastróficos
Los daños a terceros se considerarán catastróficos cuando
ocurra alguna de las circunstancias siguientes:
• Riesgo de pérdida de vidas humanas o graves daños
personales.
• Afectaciones a núcleos poblados o industriales.
En los casos en que resulte evidente la ocurrencia de daños,
se deberá realizar un detallado análisis de la situación. Si de
dicho análisis se dedujera riesgo de daños catastróficos se
adoptarán las medidas oportunas para evitarlos.
Beneficios
Todo análisis de las afectaciones a terceros causadas por la
presencia de una carretera incluirá, además de los daños,
también eventuales beneficios, debidas a la reducción de
niveles de inundación en algunas zonas aguas abajo, o a otras
razones.
En este tipo de drenaje consideraremos dos tipos de obras:
Obras de captación y defensa: Bombeo, cunetas, zanjas de
coronación.
Obras de cruce: Alcantarillas.
Obras de captación.
Bombeo.
Cunetas.
- Mov. De tierras:
Excavacion
Perfilado y Compactado
Eliminacion de Material Exce
- C° simple:
Encofrado y desencofrado
Concreto simple e=0.1m
Zanjas de coronación
El objetivo principal de las zanjas de coronación es recoger
y encausar el agua proveniente de zonas más alejadas y que
se dirigen al camino, estas obras se construyen transversales
a la pendiente del terreno, las cuales interceptan el paso del
agua y la alejan de los cortes y rellenos.
Zanjas de recolección
La zanja de recolección será necesaria para llevar las aguas
de las alcantarillas de alivio hacia los cursos de agua
existente.
• Dimensiones de las zanjas
Las dimensiones se fijarán de acuerdo a las condiciones
pluviométricas de la zona y características del terreno.
• Revestimiento de las zanjas de coronación
Se deberá revestir las zanjas en el caso que estén previstas
filtraciones que pueden poner en peligro la estabilidad del
talud de corte.
• Desagüe de las zanjas
La ubicación de los puntos de desagüe será fijada por el
proyectista teniendo en cuenta la ubicación de las
alcantarillas y la longitud máxima que puede alcanzar la
zanja con relación a sus dimensiones y a la intensidad de
lluvia de la zona.
Baden
Vados
El cruce a nivel de una carretera a través de un río pequeño
se denomina vado. Idealmente debe construirse en lugares
donde el cruce natural tiene poca altura.
Obras de cruce
Alcantarillas de paso y alcantarillas de alivio
Tipo y ubicación
El tipo de alcantarilla deberá de ser elegido en cada caso
teniendo en cuenta el caudal a eliminarse, la naturaleza, la
pendiente del cauce y el costo en relación con la
disponibilidad de los materiales.
La cantidad y la ubicación serán fijadas para garantizar el
drenaje, evitando la acumulación excesiva de aguas.
Además, en los puntos bajos del perfil debe proyectarse una
alcantarilla de alivio, salvo solución alternativa.
Alcantarillas
Son llamadas también de drenaje transversal, que tiene por
objeto dar paso rápido al agua, que por no poder desviarse
de otra forma tenga que cruzar de un lado a otro del camino.
Deben ser diseñadas de tal manera que tengan la capacidad
suficiente para desalojar rápidamente el agua que llega a
ellas, y para resistir el peso de los rellenos que van encima y
soportar las cargas que el tránsito produce.
Deben de tener pendiente suficiente para que el agua corra
fácilmente, evitando la obstrucción y erosion.
La boca de entrada y salida merecen especial atención:
Cuando el agua viene de una quebrada pequeña se deberá
dotar a la entrada de muros en ala
Si el agua viene de la cuneta se le construirá una caja en
forma de “U” que reciba el agua y las encause.
No debe de tratar de reducirse el número de alcantarillas.
Cuando la desviación de una corriente sea igual o menor a 5
grados es preferible hacer la estructura perpendicular al
camino, suprimiendo la desviación y rectificando
ligeramente el cauce.
Cuando la forma del cauce se ajusta a la dirección de la
alcantarilla, basta poner aleros o muros de cabeza para
encausar el agua. Cuando el cauce es irregular o se encuentra
cubierto de piedras o de maleza es necesario canalizar un
trecho a la entrada y la salida
En aquellos casos en los que la dirección de la corriente con
el eje del camino forme un ángulo mayor de 5 grados, es
preferible alinear la alcantarilla con el fondo del arroyo aún
a expensas de que resulte una obra más larga y costosa.
Tipos de alcantarilla.
La elección del tipo de alcantarilla depende de:
a. Del suelo de cimentación
b. De las dimensiones de la alcantarilla y requisitos
de la topografía.
c. De la economía relativa de los diferentes tipos
posibles y adecuados de estructura.
d. Dependiendo de su forma y material, las
alcantarillas se clasifican en:
1. Alcantarillas de tubo: De concreto reforzado, de
lámina corrugada y de PVC.
2. Alcantarillas de cajón: De concreto reforzado,
sencillas o múltiples.
3. Alcantarillas de bóveda: De mampostería o de
concreto simple, sencillas o múltiples.
4. Alcantarillas de losa: De concreto reforzado
Longitud de las alcantarillas
La longitud de la alcantarilla depende del ancho de la corona
del camino, de la altura del relleno, del talud del mismo y
del ángulo de desviación.
Muros de cabeza
Son aquellos que sirven para impedir la erosión alrededor
del cuerpo, para guiar la corriente y para evitar que el
material de relleno invada el canal.
COSTOS Y TIEMPOS EN CARRETERAS
Capataz A: Los trabajadores que dirigen las cuadrillas
óptimas en materia de concretos, encofrados, armaduras,
pavimentos, excavaciones con utilización de explosivos y
excavaciones especiales.

2. Capataz B: Los trabajadores que dirigen las cuadrillas
óptimas en materia de movimiento de tierras y obras
preliminares.
Operario: Albañil, carpintero, fierrero, electricista, gasfitero,
almacenero, chofer, mecánico y demás trabajadores
calificados en una especialidad en el ramo.
Oficial: Personal que desempeña las mismas ocupaciones,
pero que laboran como ayudantes del operario que tenga a
su cargo la responsabilidad de la tarea y que no hubiera
alcanzado plena calificación en la especialidad.
Peón: Son los trabajadores no calificados que son ocupados
indistintamente en diversas tareas de la industria de la
construcción.
Costos directos
Son aquellos gastos efectuados directamente en la obra. Es
la sumatoria de la mano de obra, equipos, herramientas y
materiales.
- Mano de obra
- Materiales (Necesarios para la ejecución de la obra)
- Equipos y herramientas.
Costos indirectos
Son los gastos técnicos administrativos necesarios para la
correcta ejecución de un proceso constructivo.
En la ejecución de una obra existen costos indirectos propios
de la oficina central otros de la obra que se ejecuta.
Propios de la oficina central.
- Alquiler de oficina
- Personal de oficina central: Directivo, técnico –
Administrativo.
- Equipo de oficina
- Impresiones, útiles de escritorio y afines.
- Movilización.
Propios de la obra.
- Gastos en obra.
- Campamento.
- Movilización y desmovilización: Del personal, del
campamento, del mobiliario, enseres, etc.
- Dirección Técnica – Administrativa: Profesionales,
Técnicos y administrativos.
Gastos diversos.
- Gastos varios: carteles, avisos, barreras.
El tractor de Orugas
Sus principales funciones son el empuje y corte de
material (suelo), es el equipo más utilizado en las
labores de corte y extracción de materiales tanto como
para conformar la explanación de la vía. Otro uso de
este equipo es la remoción de la capa vegetal,
limpieza, desmonte y destronque de áreas.
Excavadora
Este se utiliza principalmente para excavar debajo de la
superficie natural del terreno sobre el cual descansa la
máquina, para las labores de excavación carguío de
materiales en condiciones específicas.
Palas Mecánicas
Es el equipo que se utiliza para el carguío de materiales,
escombros para ser depositados en los camiones para el bote
de los mismos. Hay quienes le dan otro uso, por ejemplo, el
regado de arena o gravilla sobre superficies, excavaciones o
extracciones en materiales de consistencia blanda. El uso
correcto de estos equipos es para el carguío de materiales.
Moto niveladora
Es uno de los equipos más versátiles conocidos. Su principal
uso es en la distribución y nivelación de rellenos o
terraplenes. También se usa en la escarificación de
superficies y en la conformación de cunetas. A veces se
utiliza este equipo para la realización de excavaciones de
poca profundidad en la calzada de calles y también en la
remoción de capas de rodadura y material de base para
mejoramiento conservación de carreteras.
Tiempo fijo.
Es el que se usa en la carga y descarga con inclusión de las
maniobras necesarias, estas operaciones del ciclo son
bastante constantes sea cual sea la longitud del acarreo y del
regreso.
Formas de reducir el tiempo fijo.
Siempre que sea posible los fosos de préstamo deben estar
situados de tal forma que sea posible la carga cuesta abajo.
Elimine el tiempo de espera en el corte equilibrando los
volquetes y los tractores en una relación correcta para la
obra.
Tiempo variable.
Es el tiempo de viaje que utilizan los volquetes para el
acarreo y regreso.
Formas de reducir el tiempo variable.
Trazar con cuidado los caminos de acarreo.
Conserve los caminos de acarreo continuamente.
El Material
Al mover la tierra cambian ciertas características de las
materias que la constituyen, estos cambios dependen de las
propiedades de los componentes.
m3 sueltos = m3 en banco x (1 + % de expansión).
m3 compact = m3 banco x (1 - % de compactación)
El Factor de Eficiencia se obtiene dividiendo por 60 minutos
el promedio de minutos que trabaja una máquina en una
hora.
Rendimientos
Rendimiento de un tractor con empujador.
𝑅 =
𝑄 𝑓 60 𝐸
𝐶𝑚
Donde:
Q: Es la capacidad de la pala del empujador en material
suelto.
f: Factor de conversión
60: Número de minutos en la hora
E: Factor de eficiencia del tractor
Cm: Tiempo que dura un ciclo de trabajo en minutos.
Valores de Q
Tractor Metros cúbicos
sueltos
Metros cúbicos
sueltos
Empujador recto Empujador angular
D – 8
D – 7
D – 5
D - 4
2.4
2.2
1.4
1.2
2.9
2.5
2.0
1.8
Ejemplo: Se realiza un trabajo con tractor D-7 en tierra
común, distancia de transporte 30 m. con empujador
angular.
Valor de Q = 2.5 m3
Valor de f = 1.25 (natural a suelto)
Valor de E = 80%
Determinar el número de metros cúbicos movidos por hora.
Evaluamos el valor de Cm
Tiempo fijo: Generalmente se toma un promedio de 10” por
cada cambio que realiza la máquina, en nuestro caso en una
ida y vuelta hace dos cambios , entonces el tiempo será de
10” x 2 = 20” = 0.33 minutos.
Tiempo variable:
Ida: a 2.4 Km. / h. (con carga)
30 x 60
------------------ = 0.75 minutos
2.4 x 1000
Regreso: 4 Km. / h. (vacío)
30 x 60
------------------ = 0.45 minutos
4 x 100
Ciclo total 0 0.33 + 0.75 + 0.75 = 1.53 minutos.
Con los datos obtenidos aplicamos la fórmula:
𝑅 =
2.5 1.25 60 0.8
1.53
= 98 𝑚3/ℎ
Rendimiento de una niveladora.
𝑇𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 =
𝑃 𝐷
𝑆 𝐸
+
𝑃𝐷
𝑆1 𝐸
+ ⋯
P: Número de pasadas requerido
D: Distancia recorrida en cada pasada.
E: Factor de eficiencia.
S: velocidad
P: Número de pasadas depende de la clase de trabajo que se
realice y puede estimarse antes de comenzar la operación.
D: Está dada en Km. y puede también estimarse antes de
comenzar los trabajos.
S: La velocidad está dada en Km. / h., puede variar a medida
que esta avanza, por esta razón la fórmula debe de aplicarse
en cada cambio de velocidad y la suma de los resultados
parciales que se obtengan darán el tiempo total.
Velocidad de motoniveladoras en diferentes cambios de
marcha.
Ejemplo: Se tiene 8 Km. de un camino con material grava
que debe ser nivelado reperfilado, se requieren cinco
pasadas.
La clase de material permite las siguientes velocidades:
Para la primera y segunda pasada: 2.06 Km. / h.
Para la tercera y cuarta pasada: 4.00 Km. / h.
Para la quinta pasada: 4.83 Km. / h.
Factor de eficiencia E = 0.80
𝑇𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 =
2 8
2.06 0.8
+
2 8
4 0.8
+
1 8
4.83 0.8
= 17.76 ℎ
Rendimiento de una compactadora.
𝑚3
ℎ
=
𝐴 𝑉 𝐶
𝑃
A: Ancho compactado
V: Velocidad media en Km./h
C: espesor compactado de la capa, en mm.
P: El número de pasadas requeridas para la compactación.
Clase de
material
Estado actual
En estado
natural m3
Suelto m3
Compactado
m3
Natural 1 1.11 0.95
ARENAS Suelto 0.9 1 0.86
Compactado 1.05 1.17 1
Natural 1 1.25 0.9
TIERRA Suelto 0.8 1 0.72
COMUN Compactado 1.11 1.39 1
Natural 1 1.43 0.9
ARCILLAS Suelto 0.7 1 0.63
Compactado 1.11 1.59 1
FACTOR DE CONVERSION DE LOS SUELOS
Convertido a
Hacía adelante Hacía atrás
Marcha 1a
2a
3a
4a
5a
6a
7a
8a
Alta baja
Mínima 1.61 2.06 2.94 4.00 4.83 6.60 7.89 12.23 2.20 3.01
K / h
Máxima 2.78 4.28 6.12 8.32 10.14 13.68 16.42 25.60 4.60 6.26