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UNIDAD 1
TIPOLOGÍA OBRAS
DE DRENAJE Y
SUBDRENAJE EN VÍAS
Julián Andrés Pulecio-Díaz
Universidad Cooperativa de Colombia
Sede Ibagué
Documentos de docencia | Course Work
coursework.ucc.edu.co
No. 6. Nov, 2015
http://dx.doi.org/10.16925/greylit.1198
NOTA LEGAL
El presente documento de trabajo ha sido incluido dentro de nuestro repositorio de literatura gris por solicitud del autor,
con fines informativos, educativos o académicos. Asimismo, los argumentos, datos y análisis incluidos en el texto son
responsabilidad absoluta del autor y no representan la opinión del Fondo Editorial o de la Universidad.
DISCLAIMER
This coursework paper has being uploaded to our grey literature repository due to the request of the author. This
document should be used for informational, educational or academic purposes only. Arguments, data and analysis
included in this document represent authors’ opinion not the Press or the University.
ACERCA DEL AUTOR
Julián Andrés Pulecio-Díaz es magíster en construcción de obras viales y profesor auxiliar
del programa de Ingeniería Civil, Universidad Cooperativa de Colombia, sede Ibagué.
Correo-e: julian.puleciod@campusucc.edu.co
CÓMO CITAR ESTE DOCUMENTO
Pulecio-Díaz, J. A. (2015). Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías.
(Documento de docencia No. 6). Bogotá: Ediciones Universidad Cooperativa de Colombia.
doi: http://dx.doi.org/10.16925/greylit.1198
Este documento puede ser consultado, descargado o reproducido desde nuestro repositorio
de documentos de trabajo (http://coursework.ucc.edu.co) para uso de sus contenidos, bajo la
licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0
Internacional. http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
RESUMEN
La presente guía práctica “Avance de notas de clase drenaje vial” se concibió como un texto
en constante desarrollo que se caracterizará por ser un derrotero de los fundamentos
necesarios para analizar, diseñar y construir proyectos de drenaje para vías rurales. La guía
se plantea estudiar las distintas obras de drenaje que componen una vía, desde la concepción
de la hidrología y la hidráulica vial. Además, se esboza la necesidad de generar
procedimientos constructivos eficientes con el ánimo de garantizar la calidad en la
construcción fundamentada en los ensayos de laboratorio, in situ, y especificaciones de
construcción.
Palabras clave: Drenajes, hidráulica vial, hidrología, procedimientos constructivos,
subdrenajes.
TABLA DE CONTENIDO
Introducción  6
1. Obras de drenaje  7
2. Obras de subdrenaje  21
3. Ejemplo de aplicación  24
4. Taller de aplicación  25
Referencias  27
ÍNDICE DE FIGURAS DE LA GUÍA
Figura 1. Sección transversal de vía
Figura 2. Vista tridimensional de vía peraltada
Figura 3. Sección parabólica típica con variables geométricas
Figura 4. Vista real de sección parabólica revestida con prefabricados de concreto
hidráulico
Figura 5. Vista real de sección parabólica revestida en césped natural
Figura 6. Sección triangular típica con variables geométricas
Figura 7. Vista real de sección triangular revestida en concreto hidráulico
Figura 8. Sección trapezoidal típica con variables geométricas
Figura 9. Vista real de sección trapezoidal revestida en concreto hidráulico
Figura 10. Sección rectangular típica con variables geométricas
Figura 11. Vista real de sección rectangular revestida en concreto hidráulico
Figura 12. Bordillos de seguridad en cunetas
Figura 13. Accidente de vehículo por ausencia de bordillo de seguridad en cuneta
rectangular
Figura 14. Poceta (caja colectora) típica
Figura 15. Vista real de filtro entrante
Figura 16. Vista real de empedrados ó rip-rap en talud de terraplén
Figura 17. Vista real de empedrados o rip-rap direccionando el flujo de agua a fuente
natural
Figura 18. Bajante o alivio típico sobre talud
Figura 19. Ubicación de lavadero sobre talud de terraplén
Figura 20. Vista real de lavadero con prefabricados de concreto hidráulico sobre talud de
terraplén
Figura 21. Ubicación recomendada de zanja de coronación
Figura 22. Ubicación de zanja de coronación sobre talud de vía
Figura 23. Ubicación de zanja de coronación escalonada
Figura 24. Detalle de zanja de coronación escalonada
Figura 25. Ubicación recomendada de zanja de drenaje
Figura 26. Ubicación de zanja drenaje
Figura 27. Ubicación recomendada de cuneta de banqueta
Figura 28. Detalle típico y refuerzo estructural sugerido para bordillo de concreto
hidráulico reforzado
Figura 29. Vista real de etapa de construcción de bordillo
Figura 30. Vista ubicación vegetación en vía
Figura 31. Vista real de protección con vegetación en vía
Figura 32. Vista real de zampeado con piedra
Figura 33. Vista real de zampeado en concreto hidráulico ciclópeo
Figura 34. Vista real de zampeado en concreto hidráulico simple
Figura 35. Perspectiva de una alcantarilla circular corrugada de metal proyectada fuera del
talud de terraplén
Figura 36. Perspectiva de una alcantarilla circular corrugada de metal o concreto hidráulico
con muro de cabecera y ala
Figura 37. Perspectiva de alcantarilla recortada a la forma del talud de terraplén
Figura 38. Perspectiva de una alcantarilla de cajón (box-culvert) de concreto hidráulico
reforzado
Figura 39. Sección vial con sistema de alcantarillado con encole y descole
Figura 40. Vista real de canal de rápida lisa revestida en concreto hidráulico
Figura 41. Vista real de canal de rápida escalonada revestida en concreto hidráulico
Figura 42. Detalle típico y refuerzo estructural sugerido para el CPD original
Figura 43. Vista real de CPD original
Figura 44. Detalle típico y refuerzo estructural sugerido para el CRTC
Figura 45. Vista real de CRTC
Figura 46. Detalle de dren tradicional sin tubo perforado
Figura 47. Detalle dren tradicional con tubo perforado
Figura 48. Vista real de etapa de construcción de dren tradicional con tubo perforado.
Figura 49. Vista real de etapa de construcción de dren tradicional con tubo perforado
Figura 50. Detalle geodren vial
Figura 51. Ejemplo 1 ubicación de geodren vial
Figura 52. Ejemplo 2 ubicación de geodren vial
Figura 53. Sección típica con sistemas de drenaje y subdrenaje
Figura 54. Solución sección típica con sistemas de drenaje y subdrenaje
Figura 55. Calzada fracturada en el borde de una vía por humedad
Figura 56. Vía destruida por el agua subterránea.
Figura 57. Afirmado de vía destruido en el borde por causa del agua superficial.
6
INTRODUCCIÓN
l drenaje vial es la fuente del estudio para mantener la vida útil de las estructuras
que componen las obras viales, como los pavimentos, puentes, túneles y taludes,
entre otros. A lo largo de las presentes notas de clase se identificarán las distintas
obras de drenaje, así: en la unidad I se abarcará la tipología de las obras de drenaje y
subdrenaje en vías; la unidad II comprende el planeamiento de un sistema de drenaje vial,
de acuerdo con sus distintas etapas: consideraciones generales y específicas, estudios
preliminares y definitivos; en la unidad III “estudios hidrológicos”, se estudian las
múltiples variables para determinar el caudal máximo de diseño, también conocido como
caudal de creciente, que caracteriza cada obra de drenaje. El dimensionamiento hidráulico
será presentado en la unidad IV, en la que se estudiará el diseño hidráulico de alcantarillas,
box-culvert, disipadores de energía y cunetas. Por último, en la unidad V se presentará la
introducción a los procedimientos constructivos, recalcando la importancia de unir la
práctica con la teoría, que se justifica en las distintas etapas constructivas de las obras de
drenaje vial.
Prefacio (propósito y alcances): presentar los diferentes sistemas de drenaje utilizados con
frecuencia en las vías rurales del país.
E
7
1. OBRAS DE DRENAJE
Las obras de drenaje están diseñadas para eliminar el exceso de agua superficial sobre la
franja de la carretera y restituir la red de drenaje natural, la cual puede verse afectada por el
trazado [1]. A continuación se describen los diferentes sistemas de drenaje con ejemplos
ilustrativos aplicados en el ejercicio profesional e incluyendo las variables geométricas que
alimentan el diseño y la construcción.
1.1. BOMBEO
Es una pendiente transversal en las entretangencias horizontales de la vía, planteada en el
diseño geométrico para direccionar las aguas de escorrentía provenientes de la
precipitación. Está pendiente ayuda a eliminar o reducir el hidroplaneo que se presenta
como consecuencia de un inadecuado control de las aguas superficiales sobre la rasante de
una vía.
m = porcentaje de bombeo
Criterio Invías: m = V/H
2 <m< 4% bombeo
Figura 1. Sección transversal de vía
Fuente: elaboración propia
1.2. PERALTE
Esta característica también está definida en el diseño geométrico. El peralte se caracteriza
por ser una inclinación dada al perfil transversal de una carretera en los tramos en curva
horizontal para contrarrestar el efecto de la fuerza centrífuga que actúa sobre un vehículo en
movimiento. Al igual que el bombeo, también contribuye al escurrimiento del agua lluvia.
e = porcentaje de peralte
Criterio Invías: e = V/H
e ≦ 8% en peraltes de vías principales y
secundarias
e ≦ 6% en vías terciarias
Figura 2. Vista tridimensional de vía peraltada
Fuente: elaboración propia
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
8
1.3. CUNETAS
Las cunetas son zanjas —con o sin revestimiento— construidas paralelamente a las bermas
y están diseñadas para facilitar el drenaje superficial longitudinal de la carretera. Su
geometría puede variar según las condiciones de la vía y del área que drenan [1].
En el Manual de drenaje para carreteras (2009), el Instituto de Nacional de Vías (Invías)
recomienda las secciones transversales parabólicas, triangulares y otras secciones que
analizaremos en seguida.
1.3.1. Secciones transversales parabólicas.
Se caracterizan por ser secciones transversales constructivamente complejas y de baja
capacidad hidráulica. Este tipo de sección es la más adecuada en aquellos tramos viales en
los que se presenta entrada y salida permanente de vehículos, como por ejemplo estaciones
de servicio, locales comerciales, etc.
Figura 3. Sección parabólica típica con variables geométricas
Fuente: [2]
Figura 4. Vista real de sección parabólica
revestida con prefabricados de concreto hidráulico
Fuente: [3]
Figura 5. Vista real de sección parabólica
revestida en césped natural
Fuente: [4]
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
9
1.3.2. Secciones transversales triangulares.
Son las secciones transversales más sencillas de construir. Se construyen donde la
circulación vial es esporádica o nula, y es la más común en el medio ingenieril debido a que
cumple con las recomendaciones mínimas de seguridad vial.
Figura 6. Sección triangular típica con variables geométricas
Fuente: [2]
Figura 7. Vista real de sección triangular revestida en concreto hidráulico
Fuente: elaboración propia
1.3.3. Otras secciones transversales.
Las secciones rectangulares o trapezoidales son útiles para transportar mayor volumen de
agua. Las figuras 8 a 11 muestran diagramas de las secciones típicas y fotografías de
diferentes obras de drenaje. Estas secciones, por ser profundas o con taludes altos, hacen
infranqueables o dificultan en gran manera la salida de vehículos, por lo que, en caso de ser
empleadas, deben estar acompañadas de barreras de seguridad, bordillos o guardarruedas
[2] (ver figuras 12 y 13).
A = Zd2
P = 2d(Z2
+1)0.5
T = 2dZ
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
10
Figura 8. Sección trapezoidal típica con
variables geométricas
Fuente: [2]
Figura 9. Vista real de sección trapezoidal
revestida en concreto hidráulico
Fuente: [5]
Figura 10. Sección rectangular típica
con variables geométricas
Fuente: [2]
Figura 11. Vista real de sección rectangular
revestida en concreto hidráulico
Fuente: [6]
Figura 12. Bordillos de seguridad en cunetas
Fuente: [2]
T
d
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
A = dT
P = 2d+T
T
11
Figura 13. Accidente de vehículo por ausencia de bordillo de seguridad en cuneta
rectangular
Fuente: [7]
1.4. DESCOLE DE CUNETAS
Elementos y revestimientos hidráulicos que ayudan a entregar o intersectar el flujo de agua
a corrientes naturales o estructuras hidráulicas como pocetas, protecciones y bajantes.
1.4.1. Pocetas.
También son conocidas como cajas colectoras. Por lo general estas estructuras se ubican a
la entrada de una alcantarilla transversal (encole). Para su dimensionamiento es necesario
considerar las medidas y la profundidad de la tubería de la alcantarilla, la profundidad del
filtro entrante o el tamaño de la estructura de encole y la facilidad de mantenimiento de la
obra [2].
Figura 14. Poceta (caja colectora) típica
Fuente: [2]
Figura 15. Vista real de filtro entrante
Fuente: [8]
ENC
OLE
POC
ETA
filtro entrante
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
12
1.4.2. Protecciones.
Cuando no es posible desaguar la cuneta en una corriente, el flujo que viene concentrado
por la cuneta se debe distribuir y entregar de manera gradual al terreno natural mediante
superficies como empedrados o rip-rap [2].
Figura 16. Vista real de empedrados ó rip-
rap en talud de terraplén
Fuente: [9]
Figura 17. Vista real de empedrados o rip-
rap direccionando el flujo de agua a fuente
natural
Fuente: [10]
1.4.3. Bajantes.
También son conocidos como aliviaderos. Son estructuras que recogen las aguas de las
zanjas de coronación que no se pueden entregar a corrientes naturales o de cunetas de
terraplén (en este caso también recibe el nombre de lavadero) y las conducen hacia la parte
inferior del talud. Su diseño se realiza como el de una rápida lisa o escalonada y, por lo
general, requiere una obra de disipación de energía [2].
Figura 18. Bajante o alivio típico sobre talud
Fuente: [2]
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
13
Figura 19. Ubicación de lavadero sobre talud
de terraplén
Fuente: elaboración propia
Figura 20. Vista real de lavadero con
prefabricados de concreto hidráulico
sobre talud de terraplén
Fuente: elaboración propia
1.5. ZANJAS DE CORONACIÓN
También son conocidas como contracunetas. Las zanjas de coronación son canales que se
construyen en la parte superior de los taludes de corte, con el objetivo de recoger las aguas
que bajan por las pendientes naturales y conducirlas hacia la quebrada o descarga más
próxima del sistema general de drenaje.
Figura 21. Ubicación recomendada de
zanja de coronación
Fuente: elaboración propia
Figura 22. Ubicación de zanja de coronación
sobre talud de vía
Fuente: elaboración propia
ZANJA DE CORONACIÓN
TALUD
ZANJA DE CORONACIÓN
TALUD
INVIAS, >=3.0 m
INVIAS, >=3.0 m
BORDE CORONA DEL TALUD
Zanja de
coronación
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
14
El Manual de drenaje para carreteras del Invías (2009) recomienda que las zanjas de
coronación sean totalmente impermeabilizadas para evitar infiltraciones que puedan afectar
el talud de la vía y que la impermeabilización se complemente con un correcto
mantenimiento en el que, al menos cada dos años, se reparen las fisuras y las grietas que se
presenten.
Para pendientes mayores, las zanjas de coronación deben ser escalonadas (canal de rápida
escalonada) con emboquillado de piedra bajo la caída (ver figuras 23 y 24).
Figura 23. Ubicación de zanja de
coronación escalonada
Fuente: [11]
Figura 24. Detalle de zanja de coronación escalonada
Fuente: elaboración propia
1.6. ZANJAS DE DRENAJE
También llamadas zanja en el pie, o base del talud de terraplén, son canales que se
construyen en la parte inferior de los taludes de relleno (terraplén) en forma longitudinal
lateral o transversal al alineamiento de la carretera, con el objetivo de recoger las aguas que
bajan por el talud y los terrenos adyacentes para conducirlas hacia la quebrada o descarga
más próxima del sistema general de drenaje. Por lo general son rectangulares, pero también
pueden ser trapezoidales, si se requiere una mayor dimensión.
Figura 25. Ubicación recomendada de zanja de drenaje
Fuente: elaboración propia
Figura 26. Ubicación de zanja
drenaje
Fuente: [8]
INVIAS, 2.0 a 3.0 m
Talud de
terraplén
pie ó base del talud de terraplén
≥1m ≥1m
Superficie de rodadura
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
15
1.7. CUNETAS DE BANQUETA
Son aquellas que se ubican al pie del talud inclinado de cada banqueta y consisten en la
construcción de una o más terrazas sucesivas con el objetivo de estabilizar un talud. Pueden
tener sección triangular, rectangular o trapezoidal y su descarga se efectuará hacia un curso
natural o mediante caídas escalonadas (canal de rápida escalonada) hacia las cunetas.
Figura 27. Ubicación recomendada de cuneta de banqueta
Fuente: elaboración propia
1.8. BORDILLOS
Son elementos que interceptan y conducen el agua que, por efecto del bombeo, discurren
sobre la plataforma de la carretera, descargándola mediante aliviaderos (bajante o
comúnmente conocidos como lavadero) en sitios adecuados con el objetivo de evitar la
erosión de los taludes de terraplenes que estén conformados por material erosionable.
Figura 28. Detalle típico y refuerzo estructural sugerido
para bordillo de concreto hidráulico reforzado
Fuente: elaboración propia
Figura 29. Vista real de etapa de
construcción de bordillo
Fuente: [12]
Cuneta de banqueta
Cuneta de banqueta
Cuneta
Pavimento
Banqueta
m
m m
m
m
m
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
16
1.9.VEGETACIÓN
Una de las maneras más efectivas de proteger los taludes de un corte, terraplén o del terreno
natural contra la acción erosiva del agua superficial es la plantación de especies vegetales.
Estas especies vegetales retardan el escurrimiento disminuyendo la velocidad del agua y
contribuyen a fomentar una condición de equilibrio en los suelos respecto al contenido de
agua.
Figura 30. Vista ubicación vegetación
en vía
Fuente: elaboración propia
Figura 31. Vista real de protección con
vegetación en vía
Fuente: elaboración propia
1.10. ZAMPEADOS
Son un sistema de protección contra la erosión para la superficie de rodamiento o cunetas
en zonas con pendientes fuertes. Se realza con piedra, concreto hidráulico ciclópeo o
concreto hidráulico simple.
Figura 32. Vista real de zampeado con
piedra
Fuente: [6]
Figura 33. Vista real de zampeado en concreto
hidráulico ciclópeo
Fuente: [13]
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
17
Figura 34. Vista real de zampeado en concreto hidráulico simple
Fuente: [14]
1.11. ALCANTARILLAS
Una alcantarilla es un conducto relativamente corto a través del cual se cruza el agua bajo
la vía de un costado a otro. Incluye conductos con cualquier sección geométrica, en especial
conductos circulares y alcantarillas de cajón [2].
Figura 35. Perspectiva de una alcantarilla
circular corrugada de metal proyectada fuera
del talud de terraplén
Fuente: [6]
Figura 36. Perspectiva de una alcantarilla
circular corrugada de metal o concreto
hidráulico con muro de cabecera y ala
Fuente: [6]
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
18
Figura 37. Perspectiva de alcantarilla
recortada a la forma del talud de
terraplén
Fuente: [6]
Figura 38. Perspectiva de una alcantarilla de
cajón (box-culvert) de concreto hidráulico
reforzado
Fuente: [6]
1.12. DISIPADOR DE ENERGÍA
Son estructuras hidráulicas diseñadas para transportar un caudal de una cota superior a una
inferior manteniendo la velocidad (energía cinética) dentro de los límites admisibles, con el
fin de evitar la ocurrencia de procesos erosivos tanto en la caída como en el cauce receptor
y la posible falla de la estructura misma [15]. Por lo general estas estructuras se deben
utilizar en los descoles de las alcantarillas (ver figura 39) o en cualquier otro sitio donde la
evacuación de aguas pueda producir socavación debido a la alta velocidad del agua (energía
cinética) [15].
Figura 39. Sección vial con sistema de alcantarillado con encole y descole
Fuente: [16]
A continuación se presentan diferentes disipadores utilizados con frecuencia a nivel
nacional.
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
19
1.12.1. Canal de rápida lisa.
Se construye con una pendiente igual a la del talud. Este sistema es muy utilizado por ser
más económico, pero presenta el problema de la poca energía disipada. Normalmente el
flujo es supercrítico IF>1 [2].
Figura 40. Vista real de canal de rápida lisa revestida en concreto hidráulico
Fuente: [16]
1.12.2. Canal de rápida escalonada.
Para las características topográficas del país, con altas pendientes, se requieren estructuras
de caída escalonadas con flujo rasante, las cuales han sido analizadas para pendientes entre
5,7° y 55° [2].
Figura 41. Vista real de canal de rápida escalonada revestida en concreto hidráulico
Fuente: [16]
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
20
1.12.3. Canal de pantallas deflectoras (CPD).
Se trata de estructuras de vertimiento de fondo liso que incluyen a cada cierta distancia una
serie de elementos disipadores de energía del flujo, es decir que la energía se disipa a lo
largo del canal y no al final como sucede con las rápidas lisas. El canal de pantallas
deflectoras (CPD) es aplicable para pendientes entre el 10% y el 50% de inclinación [2].
Figura 42. Detalle típico y refuerzo
estructural sugerido para el CPD original
Fuente: [2]
Figura 43. Vista real de CPD original
Fuente: [17]
1.12.4. Canal de rápidas con tapa y columpio (CRTC).
La energía con este tipo de disipador, al igual que el CPD, se disipa a lo largo del canal y
no al final como sucede con las rápidas lisas. El canal de rápidas con tapa y columpio
(CRTC) es aplicable para pendientes mayores al 50% de inclinación [2].
Figura 44. Detalle típico y refuerzo
estructural sugerido para el CRTC
Fuente: [2]
Figura 45. Vista real de CRTC
Fuente: [17]
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
21
2. OBRAS DE SUBDRENAJE
Son obras proyectadas para eliminar el exceso de agua del suelo con el fin de garantizar la
estabilidad de la banca y de los taludes de la carretera, lo cual se consigue interceptando los
flujos subterráneos y haciendo descender el nivel freático [1]. A continuación se describen
diferentes sistemas de subdrenaje, con ejemplos ilustrativos aplicados en la práctica
profesional.
2.1. DREN TRADICIONAL
También llamado dren francés, son subdrenajes laterales para carreteras. Estos drenes son
adecuados cuando la única pendiente disponible en la vía es el bombeo o los peraltes, o
cuando la pendiente longitudinal es menor o igual a la pendiente transversal (bombeo o
peralte). El caso límite para usar drenajes laterales es cuando dichas pendientes se igualan,
por lo tanto el agua corre formando un ángulo de 45º con el eje. El dren tradicional está
conformado por una grava seleccionada envuelta en geotextil, con o sin la inclusión de un
tubo perforado.
Figura 46. Detalle de dren tradicional sin
tubo perforado
Fuente: [18]
Figura 47. Detalle dren tradicional con tubo
perforado
Fuente: [18]
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
22
Figura 48. Vista real de etapa de construcción de dren tradicional con tubo perforado.
Fuente: [18]
A continuación se presenta cómo es el funcionamiento de un dren tradicional con tubo
perforado, para un caso determinado.
Figura 49. Vista real de etapa de construcción de dren tradicional con tubo perforado
Fuente: [19]
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
23
2.2. GEODRÉN VIAL
El nombre de esta estructura hidráulica proviene de la empresa Pavco, y también es
promocionada como Drenamax con tubería por Syntex Geosynthetics. Este dren es una
alternativa al sistema de drenaje tradicional y está conformado por un geodrén planar, una
tubería corrugada de drenaje y grava seleccionada.
Figura 50. Detalle geodrén vial
Fuente: [18, 19]
El geodren vial se puede instalar en contacto directo con una de las paredes de la
excavación, dependiendo de la dirección del flujo.
Figura 51. Ejemplo 1 ubicación de geodrén vial
Fuente: elaboración propia con base en Pavco Geosistemas y Syntex Geosynthetics
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
24
Figura 52. Ejemplo 2: ubicación de geodrén vial
Fuente: elaboración propia con base en Pavco Geosistemas
3. EJEMPLO DE APLICACIÓN
Identifique y nombre las obras de drenaje y subdrenaje presentes en la siguiente figura:
Figura 53. Sección típica con sistemas de drenaje y subdrenaje
Fuente: elaboración propia
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
25
Solución:
Figura 54. Solución sección típica con sistemas de drenaje y subdrenaje
Fuente: elaboración propia
4. TALLER DE APLICACIÓN
a) Investigar los esquemas típicos de las siguientes obras de drenaje: vados y puentes.
b) Investigar los esquemas típicos de las siguientes obras de subdrenaje: dren
chimenea, geodrén planar, colchón drenante y geodrén triplanar.
c) ¿Qué tipo de obras de drenaje cree usted necesarias para disminuir las patologías y
situaciones adversas al diseño de pavimento de los siguientes escenarios?
Responder por aparte cada escenario.
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
26
Escenario 1: Escenario 2:
Figura 55. Calzada fracturada en el borde de una vía
por humedad
Fuente: [20]
Figura 56. Vía destruida por el
agua subterránea.
Fuente: [18]
Escenario 3:
Figura 57. Afirmado de vía destruido en el borde por causa del agua superficial.
Fuente: [6]
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
27
REFERENCIAS
[1] Invías, Manual de diseño geométrico de carreteras, Bogotá D.C.: Ministerio de
Transportes, Instituto Nacional de Vías, 2008a.
[2] Invías, Manual de drenaje para carreteras. Bogotá D.C.: Ministerio de Transportes,
Instituto Nacional de Vías, 2009.
[3] Legado, Cuneta sección parabólica. [En línea]. Disponible en:
http://legado.inea.org/web/materiales/web/riego/temas/tema10/tema10.htm. Último
acceso: enero 7, 2015.
[4] Drenaje urbano sostenible, Cuneta sección parabólica. [En línea]. Disponible en:
http://drenajeurbanosostenible.org/category/cunetas-verdes-2/. Último acceso: enero
7, 2015.
[5] Geoinstrumentsac, Cuneta sección trapezoidal. [En línea]. Disponible en:
http://www.geoinstrumentsac.com/servicios/hidraulica_hidrogeologia_recursos_hid
ricos_saneamiento. Último acceso: enero 7, 2015.
[6] G. Keller y J. Sherar, Ingeniería de caminos con bajos volúmenes. Virginia, EE.
UU.: US Agencia para el Desarrollo Internacional (Usaid), 2003.
[7] Lapatriaenlinea, Accidente de vehículo. [En línea]. Disponible en:
http://www.lapatriaenlinea.com/?nota=106475. Último acceso: enero 7, 2015.
[8] Invías, Manual para inspección de obras de drenaje. Bogotá D.C.: Ministerio de
Transportes, Instituto Nacional de Vías, 2006.
[9] Estormwater, Empedrados. [En línea]. Disponible en:
http://www.estormwater.com/dots-use-ditch-system-repair-outfalls-slope-failures.
Último acceso: enero 7, 2015.
[10] Elitehomesteadsinc, Empedredados. [En línea]. Disponible en:
http://elitehomesteadsinc.com/?page_id=33. Último acceso: enero 7, 2015.
[11] Doblevia, Zanja de coronación escalonada. [En línea]. Disponible en:
https://doblevia.wordpress.com/. Último acceso: enero 7, 2015.
[12] Cuerpo de ingenieros del ejército, Construcción de bordillo. [En línea]. Disponible
en: http://www.cuerpodeingenierosdelejercito.mil.ec/9-sin-categoria.html?start=25.
Último acceso: enero 7, 2015.
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
28
[13] Obras en mi ciudad, Zampeado en concreto hidráulico ciclópeo. [En línea].
Disponible en: http://www.obrasenmiciudad.df.gob.mx/?p=8893. Último acceso:
enero 7, 2015.
[14] Transcaribe trading, Zampeado en concreto hidráulico simple. [En línea].
Disponible en:
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[15] G. Gavilán, Manual de diseño de drenajes superficiales y subsuperficiales en vías.
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[16] Invías, Manual para inspección de obras de drenaje. Bogotá D.C.: Ministerio de
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[17] F. Mejía, Estructuras de vertimiento de aguas en laderas de media a fuerte
pendiente canal de pantallas deflectoras (CPD) y canal de rápidas con tapa y
columpio (CRTC). Manizales: Universidad Nacional de Colombia, 2010.
[18] Pavco Geosistemas. Sistemas de drenaje. Bogotá D.C.: Pavco, 2010.
[19] Syntex Geosynthetics. Sistemas de drenaje. Bogotá D.C.: Syntex Geosynthetics,
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[20] Invías, Guía metodológica para el diseño de obras de rehabilitación de pavimentos
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de Vías, 2008b.
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA
B. Díaz, Drenaje pluvial hidrología e hidráulica, Bogotá D. C.: Universidad Santo Tomas,
2009.
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Secretaría Técnica Dirección de Carreteras, Puentes de placa y viga: concreto reforzado,
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Públicas y Transporte, 1988.
Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
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  • 1. UNIDAD 1 TIPOLOGÍA OBRAS DE DRENAJE Y SUBDRENAJE EN VÍAS Julián Andrés Pulecio-Díaz Universidad Cooperativa de Colombia Sede Ibagué Documentos de docencia | Course Work coursework.ucc.edu.co No. 6. Nov, 2015 http://dx.doi.org/10.16925/greylit.1198 NOTA LEGAL El presente documento de trabajo ha sido incluido dentro de nuestro repositorio de literatura gris por solicitud del autor, con fines informativos, educativos o académicos. Asimismo, los argumentos, datos y análisis incluidos en el texto son responsabilidad absoluta del autor y no representan la opinión del Fondo Editorial o de la Universidad. DISCLAIMER This coursework paper has being uploaded to our grey literature repository due to the request of the author. This document should be used for informational, educational or academic purposes only. Arguments, data and analysis included in this document represent authors’ opinion not the Press or the University.
  • 2. ACERCA DEL AUTOR Julián Andrés Pulecio-Díaz es magíster en construcción de obras viales y profesor auxiliar del programa de Ingeniería Civil, Universidad Cooperativa de Colombia, sede Ibagué. Correo-e: julian.puleciod@campusucc.edu.co CÓMO CITAR ESTE DOCUMENTO Pulecio-Díaz, J. A. (2015). Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías. (Documento de docencia No. 6). Bogotá: Ediciones Universidad Cooperativa de Colombia. doi: http://dx.doi.org/10.16925/greylit.1198 Este documento puede ser consultado, descargado o reproducido desde nuestro repositorio de documentos de trabajo (http://coursework.ucc.edu.co) para uso de sus contenidos, bajo la licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional. http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
  • 3. RESUMEN La presente guía práctica “Avance de notas de clase drenaje vial” se concibió como un texto en constante desarrollo que se caracterizará por ser un derrotero de los fundamentos necesarios para analizar, diseñar y construir proyectos de drenaje para vías rurales. La guía se plantea estudiar las distintas obras de drenaje que componen una vía, desde la concepción de la hidrología y la hidráulica vial. Además, se esboza la necesidad de generar procedimientos constructivos eficientes con el ánimo de garantizar la calidad en la construcción fundamentada en los ensayos de laboratorio, in situ, y especificaciones de construcción. Palabras clave: Drenajes, hidráulica vial, hidrología, procedimientos constructivos, subdrenajes.
  • 4.
  • 5. TABLA DE CONTENIDO Introducción  6 1. Obras de drenaje  7 2. Obras de subdrenaje  21 3. Ejemplo de aplicación  24 4. Taller de aplicación  25 Referencias  27
  • 6. ÍNDICE DE FIGURAS DE LA GUÍA Figura 1. Sección transversal de vía Figura 2. Vista tridimensional de vía peraltada Figura 3. Sección parabólica típica con variables geométricas Figura 4. Vista real de sección parabólica revestida con prefabricados de concreto hidráulico Figura 5. Vista real de sección parabólica revestida en césped natural Figura 6. Sección triangular típica con variables geométricas Figura 7. Vista real de sección triangular revestida en concreto hidráulico Figura 8. Sección trapezoidal típica con variables geométricas Figura 9. Vista real de sección trapezoidal revestida en concreto hidráulico Figura 10. Sección rectangular típica con variables geométricas Figura 11. Vista real de sección rectangular revestida en concreto hidráulico Figura 12. Bordillos de seguridad en cunetas Figura 13. Accidente de vehículo por ausencia de bordillo de seguridad en cuneta rectangular Figura 14. Poceta (caja colectora) típica Figura 15. Vista real de filtro entrante Figura 16. Vista real de empedrados ó rip-rap en talud de terraplén Figura 17. Vista real de empedrados o rip-rap direccionando el flujo de agua a fuente natural Figura 18. Bajante o alivio típico sobre talud Figura 19. Ubicación de lavadero sobre talud de terraplén Figura 20. Vista real de lavadero con prefabricados de concreto hidráulico sobre talud de terraplén Figura 21. Ubicación recomendada de zanja de coronación Figura 22. Ubicación de zanja de coronación sobre talud de vía Figura 23. Ubicación de zanja de coronación escalonada Figura 24. Detalle de zanja de coronación escalonada Figura 25. Ubicación recomendada de zanja de drenaje Figura 26. Ubicación de zanja drenaje Figura 27. Ubicación recomendada de cuneta de banqueta Figura 28. Detalle típico y refuerzo estructural sugerido para bordillo de concreto hidráulico reforzado Figura 29. Vista real de etapa de construcción de bordillo Figura 30. Vista ubicación vegetación en vía Figura 31. Vista real de protección con vegetación en vía Figura 32. Vista real de zampeado con piedra Figura 33. Vista real de zampeado en concreto hidráulico ciclópeo Figura 34. Vista real de zampeado en concreto hidráulico simple
  • 7. Figura 35. Perspectiva de una alcantarilla circular corrugada de metal proyectada fuera del talud de terraplén Figura 36. Perspectiva de una alcantarilla circular corrugada de metal o concreto hidráulico con muro de cabecera y ala Figura 37. Perspectiva de alcantarilla recortada a la forma del talud de terraplén Figura 38. Perspectiva de una alcantarilla de cajón (box-culvert) de concreto hidráulico reforzado Figura 39. Sección vial con sistema de alcantarillado con encole y descole Figura 40. Vista real de canal de rápida lisa revestida en concreto hidráulico Figura 41. Vista real de canal de rápida escalonada revestida en concreto hidráulico Figura 42. Detalle típico y refuerzo estructural sugerido para el CPD original Figura 43. Vista real de CPD original Figura 44. Detalle típico y refuerzo estructural sugerido para el CRTC Figura 45. Vista real de CRTC Figura 46. Detalle de dren tradicional sin tubo perforado Figura 47. Detalle dren tradicional con tubo perforado Figura 48. Vista real de etapa de construcción de dren tradicional con tubo perforado. Figura 49. Vista real de etapa de construcción de dren tradicional con tubo perforado Figura 50. Detalle geodren vial Figura 51. Ejemplo 1 ubicación de geodren vial Figura 52. Ejemplo 2 ubicación de geodren vial Figura 53. Sección típica con sistemas de drenaje y subdrenaje Figura 54. Solución sección típica con sistemas de drenaje y subdrenaje Figura 55. Calzada fracturada en el borde de una vía por humedad Figura 56. Vía destruida por el agua subterránea. Figura 57. Afirmado de vía destruido en el borde por causa del agua superficial.
  • 8. 6 INTRODUCCIÓN l drenaje vial es la fuente del estudio para mantener la vida útil de las estructuras que componen las obras viales, como los pavimentos, puentes, túneles y taludes, entre otros. A lo largo de las presentes notas de clase se identificarán las distintas obras de drenaje, así: en la unidad I se abarcará la tipología de las obras de drenaje y subdrenaje en vías; la unidad II comprende el planeamiento de un sistema de drenaje vial, de acuerdo con sus distintas etapas: consideraciones generales y específicas, estudios preliminares y definitivos; en la unidad III “estudios hidrológicos”, se estudian las múltiples variables para determinar el caudal máximo de diseño, también conocido como caudal de creciente, que caracteriza cada obra de drenaje. El dimensionamiento hidráulico será presentado en la unidad IV, en la que se estudiará el diseño hidráulico de alcantarillas, box-culvert, disipadores de energía y cunetas. Por último, en la unidad V se presentará la introducción a los procedimientos constructivos, recalcando la importancia de unir la práctica con la teoría, que se justifica en las distintas etapas constructivas de las obras de drenaje vial. Prefacio (propósito y alcances): presentar los diferentes sistemas de drenaje utilizados con frecuencia en las vías rurales del país. E
  • 9. 7 1. OBRAS DE DRENAJE Las obras de drenaje están diseñadas para eliminar el exceso de agua superficial sobre la franja de la carretera y restituir la red de drenaje natural, la cual puede verse afectada por el trazado [1]. A continuación se describen los diferentes sistemas de drenaje con ejemplos ilustrativos aplicados en el ejercicio profesional e incluyendo las variables geométricas que alimentan el diseño y la construcción. 1.1. BOMBEO Es una pendiente transversal en las entretangencias horizontales de la vía, planteada en el diseño geométrico para direccionar las aguas de escorrentía provenientes de la precipitación. Está pendiente ayuda a eliminar o reducir el hidroplaneo que se presenta como consecuencia de un inadecuado control de las aguas superficiales sobre la rasante de una vía. m = porcentaje de bombeo Criterio Invías: m = V/H 2 <m< 4% bombeo Figura 1. Sección transversal de vía Fuente: elaboración propia 1.2. PERALTE Esta característica también está definida en el diseño geométrico. El peralte se caracteriza por ser una inclinación dada al perfil transversal de una carretera en los tramos en curva horizontal para contrarrestar el efecto de la fuerza centrífuga que actúa sobre un vehículo en movimiento. Al igual que el bombeo, también contribuye al escurrimiento del agua lluvia. e = porcentaje de peralte Criterio Invías: e = V/H e ≦ 8% en peraltes de vías principales y secundarias e ≦ 6% en vías terciarias Figura 2. Vista tridimensional de vía peraltada Fuente: elaboración propia Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 10. 8 1.3. CUNETAS Las cunetas son zanjas —con o sin revestimiento— construidas paralelamente a las bermas y están diseñadas para facilitar el drenaje superficial longitudinal de la carretera. Su geometría puede variar según las condiciones de la vía y del área que drenan [1]. En el Manual de drenaje para carreteras (2009), el Instituto de Nacional de Vías (Invías) recomienda las secciones transversales parabólicas, triangulares y otras secciones que analizaremos en seguida. 1.3.1. Secciones transversales parabólicas. Se caracterizan por ser secciones transversales constructivamente complejas y de baja capacidad hidráulica. Este tipo de sección es la más adecuada en aquellos tramos viales en los que se presenta entrada y salida permanente de vehículos, como por ejemplo estaciones de servicio, locales comerciales, etc. Figura 3. Sección parabólica típica con variables geométricas Fuente: [2] Figura 4. Vista real de sección parabólica revestida con prefabricados de concreto hidráulico Fuente: [3] Figura 5. Vista real de sección parabólica revestida en césped natural Fuente: [4] Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 11. 9 1.3.2. Secciones transversales triangulares. Son las secciones transversales más sencillas de construir. Se construyen donde la circulación vial es esporádica o nula, y es la más común en el medio ingenieril debido a que cumple con las recomendaciones mínimas de seguridad vial. Figura 6. Sección triangular típica con variables geométricas Fuente: [2] Figura 7. Vista real de sección triangular revestida en concreto hidráulico Fuente: elaboración propia 1.3.3. Otras secciones transversales. Las secciones rectangulares o trapezoidales son útiles para transportar mayor volumen de agua. Las figuras 8 a 11 muestran diagramas de las secciones típicas y fotografías de diferentes obras de drenaje. Estas secciones, por ser profundas o con taludes altos, hacen infranqueables o dificultan en gran manera la salida de vehículos, por lo que, en caso de ser empleadas, deben estar acompañadas de barreras de seguridad, bordillos o guardarruedas [2] (ver figuras 12 y 13). A = Zd2 P = 2d(Z2 +1)0.5 T = 2dZ Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 12. 10 Figura 8. Sección trapezoidal típica con variables geométricas Fuente: [2] Figura 9. Vista real de sección trapezoidal revestida en concreto hidráulico Fuente: [5] Figura 10. Sección rectangular típica con variables geométricas Fuente: [2] Figura 11. Vista real de sección rectangular revestida en concreto hidráulico Fuente: [6] Figura 12. Bordillos de seguridad en cunetas Fuente: [2] T d Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase  A = dT P = 2d+T T
  • 13. 11 Figura 13. Accidente de vehículo por ausencia de bordillo de seguridad en cuneta rectangular Fuente: [7] 1.4. DESCOLE DE CUNETAS Elementos y revestimientos hidráulicos que ayudan a entregar o intersectar el flujo de agua a corrientes naturales o estructuras hidráulicas como pocetas, protecciones y bajantes. 1.4.1. Pocetas. También son conocidas como cajas colectoras. Por lo general estas estructuras se ubican a la entrada de una alcantarilla transversal (encole). Para su dimensionamiento es necesario considerar las medidas y la profundidad de la tubería de la alcantarilla, la profundidad del filtro entrante o el tamaño de la estructura de encole y la facilidad de mantenimiento de la obra [2]. Figura 14. Poceta (caja colectora) típica Fuente: [2] Figura 15. Vista real de filtro entrante Fuente: [8] ENC OLE POC ETA filtro entrante Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 14. 12 1.4.2. Protecciones. Cuando no es posible desaguar la cuneta en una corriente, el flujo que viene concentrado por la cuneta se debe distribuir y entregar de manera gradual al terreno natural mediante superficies como empedrados o rip-rap [2]. Figura 16. Vista real de empedrados ó rip- rap en talud de terraplén Fuente: [9] Figura 17. Vista real de empedrados o rip- rap direccionando el flujo de agua a fuente natural Fuente: [10] 1.4.3. Bajantes. También son conocidos como aliviaderos. Son estructuras que recogen las aguas de las zanjas de coronación que no se pueden entregar a corrientes naturales o de cunetas de terraplén (en este caso también recibe el nombre de lavadero) y las conducen hacia la parte inferior del talud. Su diseño se realiza como el de una rápida lisa o escalonada y, por lo general, requiere una obra de disipación de energía [2]. Figura 18. Bajante o alivio típico sobre talud Fuente: [2] Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 15. 13 Figura 19. Ubicación de lavadero sobre talud de terraplén Fuente: elaboración propia Figura 20. Vista real de lavadero con prefabricados de concreto hidráulico sobre talud de terraplén Fuente: elaboración propia 1.5. ZANJAS DE CORONACIÓN También son conocidas como contracunetas. Las zanjas de coronación son canales que se construyen en la parte superior de los taludes de corte, con el objetivo de recoger las aguas que bajan por las pendientes naturales y conducirlas hacia la quebrada o descarga más próxima del sistema general de drenaje. Figura 21. Ubicación recomendada de zanja de coronación Fuente: elaboración propia Figura 22. Ubicación de zanja de coronación sobre talud de vía Fuente: elaboración propia ZANJA DE CORONACIÓN TALUD ZANJA DE CORONACIÓN TALUD INVIAS, >=3.0 m INVIAS, >=3.0 m BORDE CORONA DEL TALUD Zanja de coronación Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 16. 14 El Manual de drenaje para carreteras del Invías (2009) recomienda que las zanjas de coronación sean totalmente impermeabilizadas para evitar infiltraciones que puedan afectar el talud de la vía y que la impermeabilización se complemente con un correcto mantenimiento en el que, al menos cada dos años, se reparen las fisuras y las grietas que se presenten. Para pendientes mayores, las zanjas de coronación deben ser escalonadas (canal de rápida escalonada) con emboquillado de piedra bajo la caída (ver figuras 23 y 24). Figura 23. Ubicación de zanja de coronación escalonada Fuente: [11] Figura 24. Detalle de zanja de coronación escalonada Fuente: elaboración propia 1.6. ZANJAS DE DRENAJE También llamadas zanja en el pie, o base del talud de terraplén, son canales que se construyen en la parte inferior de los taludes de relleno (terraplén) en forma longitudinal lateral o transversal al alineamiento de la carretera, con el objetivo de recoger las aguas que bajan por el talud y los terrenos adyacentes para conducirlas hacia la quebrada o descarga más próxima del sistema general de drenaje. Por lo general son rectangulares, pero también pueden ser trapezoidales, si se requiere una mayor dimensión. Figura 25. Ubicación recomendada de zanja de drenaje Fuente: elaboración propia Figura 26. Ubicación de zanja drenaje Fuente: [8] INVIAS, 2.0 a 3.0 m Talud de terraplén pie ó base del talud de terraplén ≥1m ≥1m Superficie de rodadura Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 17. 15 1.7. CUNETAS DE BANQUETA Son aquellas que se ubican al pie del talud inclinado de cada banqueta y consisten en la construcción de una o más terrazas sucesivas con el objetivo de estabilizar un talud. Pueden tener sección triangular, rectangular o trapezoidal y su descarga se efectuará hacia un curso natural o mediante caídas escalonadas (canal de rápida escalonada) hacia las cunetas. Figura 27. Ubicación recomendada de cuneta de banqueta Fuente: elaboración propia 1.8. BORDILLOS Son elementos que interceptan y conducen el agua que, por efecto del bombeo, discurren sobre la plataforma de la carretera, descargándola mediante aliviaderos (bajante o comúnmente conocidos como lavadero) en sitios adecuados con el objetivo de evitar la erosión de los taludes de terraplenes que estén conformados por material erosionable. Figura 28. Detalle típico y refuerzo estructural sugerido para bordillo de concreto hidráulico reforzado Fuente: elaboración propia Figura 29. Vista real de etapa de construcción de bordillo Fuente: [12] Cuneta de banqueta Cuneta de banqueta Cuneta Pavimento Banqueta m m m m m m Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 18. 16 1.9.VEGETACIÓN Una de las maneras más efectivas de proteger los taludes de un corte, terraplén o del terreno natural contra la acción erosiva del agua superficial es la plantación de especies vegetales. Estas especies vegetales retardan el escurrimiento disminuyendo la velocidad del agua y contribuyen a fomentar una condición de equilibrio en los suelos respecto al contenido de agua. Figura 30. Vista ubicación vegetación en vía Fuente: elaboración propia Figura 31. Vista real de protección con vegetación en vía Fuente: elaboración propia 1.10. ZAMPEADOS Son un sistema de protección contra la erosión para la superficie de rodamiento o cunetas en zonas con pendientes fuertes. Se realza con piedra, concreto hidráulico ciclópeo o concreto hidráulico simple. Figura 32. Vista real de zampeado con piedra Fuente: [6] Figura 33. Vista real de zampeado en concreto hidráulico ciclópeo Fuente: [13] Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 19. 17 Figura 34. Vista real de zampeado en concreto hidráulico simple Fuente: [14] 1.11. ALCANTARILLAS Una alcantarilla es un conducto relativamente corto a través del cual se cruza el agua bajo la vía de un costado a otro. Incluye conductos con cualquier sección geométrica, en especial conductos circulares y alcantarillas de cajón [2]. Figura 35. Perspectiva de una alcantarilla circular corrugada de metal proyectada fuera del talud de terraplén Fuente: [6] Figura 36. Perspectiva de una alcantarilla circular corrugada de metal o concreto hidráulico con muro de cabecera y ala Fuente: [6] Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 20. 18 Figura 37. Perspectiva de alcantarilla recortada a la forma del talud de terraplén Fuente: [6] Figura 38. Perspectiva de una alcantarilla de cajón (box-culvert) de concreto hidráulico reforzado Fuente: [6] 1.12. DISIPADOR DE ENERGÍA Son estructuras hidráulicas diseñadas para transportar un caudal de una cota superior a una inferior manteniendo la velocidad (energía cinética) dentro de los límites admisibles, con el fin de evitar la ocurrencia de procesos erosivos tanto en la caída como en el cauce receptor y la posible falla de la estructura misma [15]. Por lo general estas estructuras se deben utilizar en los descoles de las alcantarillas (ver figura 39) o en cualquier otro sitio donde la evacuación de aguas pueda producir socavación debido a la alta velocidad del agua (energía cinética) [15]. Figura 39. Sección vial con sistema de alcantarillado con encole y descole Fuente: [16] A continuación se presentan diferentes disipadores utilizados con frecuencia a nivel nacional. Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 21. 19 1.12.1. Canal de rápida lisa. Se construye con una pendiente igual a la del talud. Este sistema es muy utilizado por ser más económico, pero presenta el problema de la poca energía disipada. Normalmente el flujo es supercrítico IF>1 [2]. Figura 40. Vista real de canal de rápida lisa revestida en concreto hidráulico Fuente: [16] 1.12.2. Canal de rápida escalonada. Para las características topográficas del país, con altas pendientes, se requieren estructuras de caída escalonadas con flujo rasante, las cuales han sido analizadas para pendientes entre 5,7° y 55° [2]. Figura 41. Vista real de canal de rápida escalonada revestida en concreto hidráulico Fuente: [16] Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 22. 20 1.12.3. Canal de pantallas deflectoras (CPD). Se trata de estructuras de vertimiento de fondo liso que incluyen a cada cierta distancia una serie de elementos disipadores de energía del flujo, es decir que la energía se disipa a lo largo del canal y no al final como sucede con las rápidas lisas. El canal de pantallas deflectoras (CPD) es aplicable para pendientes entre el 10% y el 50% de inclinación [2]. Figura 42. Detalle típico y refuerzo estructural sugerido para el CPD original Fuente: [2] Figura 43. Vista real de CPD original Fuente: [17] 1.12.4. Canal de rápidas con tapa y columpio (CRTC). La energía con este tipo de disipador, al igual que el CPD, se disipa a lo largo del canal y no al final como sucede con las rápidas lisas. El canal de rápidas con tapa y columpio (CRTC) es aplicable para pendientes mayores al 50% de inclinación [2]. Figura 44. Detalle típico y refuerzo estructural sugerido para el CRTC Fuente: [2] Figura 45. Vista real de CRTC Fuente: [17] Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 23. 21 2. OBRAS DE SUBDRENAJE Son obras proyectadas para eliminar el exceso de agua del suelo con el fin de garantizar la estabilidad de la banca y de los taludes de la carretera, lo cual se consigue interceptando los flujos subterráneos y haciendo descender el nivel freático [1]. A continuación se describen diferentes sistemas de subdrenaje, con ejemplos ilustrativos aplicados en la práctica profesional. 2.1. DREN TRADICIONAL También llamado dren francés, son subdrenajes laterales para carreteras. Estos drenes son adecuados cuando la única pendiente disponible en la vía es el bombeo o los peraltes, o cuando la pendiente longitudinal es menor o igual a la pendiente transversal (bombeo o peralte). El caso límite para usar drenajes laterales es cuando dichas pendientes se igualan, por lo tanto el agua corre formando un ángulo de 45º con el eje. El dren tradicional está conformado por una grava seleccionada envuelta en geotextil, con o sin la inclusión de un tubo perforado. Figura 46. Detalle de dren tradicional sin tubo perforado Fuente: [18] Figura 47. Detalle dren tradicional con tubo perforado Fuente: [18] Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 24. 22 Figura 48. Vista real de etapa de construcción de dren tradicional con tubo perforado. Fuente: [18] A continuación se presenta cómo es el funcionamiento de un dren tradicional con tubo perforado, para un caso determinado. Figura 49. Vista real de etapa de construcción de dren tradicional con tubo perforado Fuente: [19] Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 25. 23 2.2. GEODRÉN VIAL El nombre de esta estructura hidráulica proviene de la empresa Pavco, y también es promocionada como Drenamax con tubería por Syntex Geosynthetics. Este dren es una alternativa al sistema de drenaje tradicional y está conformado por un geodrén planar, una tubería corrugada de drenaje y grava seleccionada. Figura 50. Detalle geodrén vial Fuente: [18, 19] El geodren vial se puede instalar en contacto directo con una de las paredes de la excavación, dependiendo de la dirección del flujo. Figura 51. Ejemplo 1 ubicación de geodrén vial Fuente: elaboración propia con base en Pavco Geosistemas y Syntex Geosynthetics Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 26. 24 Figura 52. Ejemplo 2: ubicación de geodrén vial Fuente: elaboración propia con base en Pavco Geosistemas 3. EJEMPLO DE APLICACIÓN Identifique y nombre las obras de drenaje y subdrenaje presentes en la siguiente figura: Figura 53. Sección típica con sistemas de drenaje y subdrenaje Fuente: elaboración propia Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 27. 25 Solución: Figura 54. Solución sección típica con sistemas de drenaje y subdrenaje Fuente: elaboración propia 4. TALLER DE APLICACIÓN a) Investigar los esquemas típicos de las siguientes obras de drenaje: vados y puentes. b) Investigar los esquemas típicos de las siguientes obras de subdrenaje: dren chimenea, geodrén planar, colchón drenante y geodrén triplanar. c) ¿Qué tipo de obras de drenaje cree usted necesarias para disminuir las patologías y situaciones adversas al diseño de pavimento de los siguientes escenarios? Responder por aparte cada escenario. Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 28. 26 Escenario 1: Escenario 2: Figura 55. Calzada fracturada en el borde de una vía por humedad Fuente: [20] Figura 56. Vía destruida por el agua subterránea. Fuente: [18] Escenario 3: Figura 57. Afirmado de vía destruido en el borde por causa del agua superficial. Fuente: [6] Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 29. 27 REFERENCIAS [1] Invías, Manual de diseño geométrico de carreteras, Bogotá D.C.: Ministerio de Transportes, Instituto Nacional de Vías, 2008a. [2] Invías, Manual de drenaje para carreteras. Bogotá D.C.: Ministerio de Transportes, Instituto Nacional de Vías, 2009. [3] Legado, Cuneta sección parabólica. [En línea]. Disponible en: http://legado.inea.org/web/materiales/web/riego/temas/tema10/tema10.htm. Último acceso: enero 7, 2015. [4] Drenaje urbano sostenible, Cuneta sección parabólica. [En línea]. Disponible en: http://drenajeurbanosostenible.org/category/cunetas-verdes-2/. Último acceso: enero 7, 2015. [5] Geoinstrumentsac, Cuneta sección trapezoidal. [En línea]. Disponible en: http://www.geoinstrumentsac.com/servicios/hidraulica_hidrogeologia_recursos_hid ricos_saneamiento. Último acceso: enero 7, 2015. [6] G. Keller y J. Sherar, Ingeniería de caminos con bajos volúmenes. Virginia, EE. UU.: US Agencia para el Desarrollo Internacional (Usaid), 2003. [7] Lapatriaenlinea, Accidente de vehículo. [En línea]. Disponible en: http://www.lapatriaenlinea.com/?nota=106475. Último acceso: enero 7, 2015. [8] Invías, Manual para inspección de obras de drenaje. Bogotá D.C.: Ministerio de Transportes, Instituto Nacional de Vías, 2006. [9] Estormwater, Empedrados. [En línea]. Disponible en: http://www.estormwater.com/dots-use-ditch-system-repair-outfalls-slope-failures. Último acceso: enero 7, 2015. [10] Elitehomesteadsinc, Empedredados. [En línea]. Disponible en: http://elitehomesteadsinc.com/?page_id=33. Último acceso: enero 7, 2015. [11] Doblevia, Zanja de coronación escalonada. [En línea]. Disponible en: https://doblevia.wordpress.com/. Último acceso: enero 7, 2015. [12] Cuerpo de ingenieros del ejército, Construcción de bordillo. [En línea]. Disponible en: http://www.cuerpodeingenierosdelejercito.mil.ec/9-sin-categoria.html?start=25. Último acceso: enero 7, 2015. Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 
  • 30. 28 [13] Obras en mi ciudad, Zampeado en concreto hidráulico ciclópeo. [En línea]. Disponible en: http://www.obrasenmiciudad.df.gob.mx/?p=8893. Último acceso: enero 7, 2015. [14] Transcaribe trading, Zampeado en concreto hidráulico simple. [En línea]. Disponible en: http://transcaribetrading.net/index.php?option=com_content&task=blogcategory&id =14&Itemid=46. Último acceso: enero 7, 2015. [15] G. Gavilán, Manual de diseño de drenajes superficiales y subsuperficiales en vías. Bucaramanga: Universidad Industrial de Santander, 2001. [16] Invías, Manual para inspección de obras de drenaje. Bogotá D.C.: Ministerio de Transportes, Instituto Nacional de Vías, 2006. [17] F. Mejía, Estructuras de vertimiento de aguas en laderas de media a fuerte pendiente canal de pantallas deflectoras (CPD) y canal de rápidas con tapa y columpio (CRTC). Manizales: Universidad Nacional de Colombia, 2010. [18] Pavco Geosistemas. Sistemas de drenaje. Bogotá D.C.: Pavco, 2010. [19] Syntex Geosynthetics. Sistemas de drenaje. Bogotá D.C.: Syntex Geosynthetics, 2014. [20] Invías, Guía metodológica para el diseño de obras de rehabilitación de pavimentos asfálticos de carreteras. Bogotá D.C.: Ministerio de Transportes, Instituto Nacional de Vías, 2008b. BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA B. Díaz, Drenaje pluvial hidrología e hidráulica, Bogotá D. C.: Universidad Santo Tomas, 2009. R. Lemos y A. Rodrigo, Drenaje vial superficial y subterráneo. Popayán: Universidad del Cauca, 1999. Secretaría de Obras Públicas de Antioquia, Dirección de Estudio y Diseño, Obras de drenaje y protección para carreteras, 5ª ed. Antioquia: Secretaría de Obras Públicas de Antioquia, 2006. Secretaría Técnica Dirección de Carreteras, Puentes de placa y viga: concreto reforzado, concreto pre-esforzado, alcantarillas de cajón, Bogotá D. C.: Ministerio de Obras Públicas y Transporte, 1988. Unidad 1. Tipología obras de drenaje y subdrenaje en vías Notas de clase 