El documento presenta una recopilación bibliográfica sobre el diseño de un sistema de drenaje vial para la carretera Pachón Mina Zharo de 7.2 km en el cantón Suscal, Cañar. Incluye conceptos teóricos sobre tipos de drenaje, estudios hidrológicos e hidráulicos, y componentes de drenaje longitudinal y transversal necesarios para el diseño integral del sistema de drenaje para la carretera.

1. 1
CAMINOS 2
Carrera de Ingeniería Civil
ACTIVIDAD DIA 2
DISEÑO INTEGRAL DEL SISTEMA DE DRENAJE
VIAL PARA OBRAS DE ARTE MENOR (DRENAJE
LONGITUDINAL Y TRASVERSAL) PARA LA
CARRETERA PACHON MINA ZHARO DE 7.2 KM
UBICADA EN EL CANTON SUSCAL EN LA
PROVINCIA DE CAÑAR.
Curso:
Caminos 2
Docente:
Ing. Diaz García, Gonzalo Hugo
Autor/Integrantes:
CUBAS ROSELL, Carlos Joaquín
IPARRAGUIRRE SANTA MARIA, Victor
MANRIQUE MORENO, Jorge Jimmy
SANCHEZ RODRIGUEZ, Joseph
ZANINI MELENDEZ, Piero Samuel
Trujillo – Perú
Enero -2022

2. 1
CAMINOS 2
INGENIERIA CIVIL
INDICE:
1. RESUMEN.............................................................................................................2
2. INTRODUCCIÓN...................................................................................................2
2.1 MARCO TEÓRICO.........................................................................................3
TIPOS DE DRENAJE ..............................................................................3
ESTUDIO HIDRÁULICO-HIDROLÓGICO ...............................................6
ANALISIS HIDROLOGICO ......................................................................8
ANÁLISIS HIDRÁULICO .......................................................................10
2.2 CONCEPTOS Y DEFINICIONES BÁSICAS .................................................10
DRENAJE VIAL .....................................................................................10
SUBDRENAJE. .....................................................................................11
DRENAJES LONGITUDINALES............................................................12
CAPAS PERMEABLES EN EL PAVIMENTO ........................................14
OTRAS CAPAS PERMEABLES ............................................................15
CAPAS PERMEABLES EN EL PAVIMENTO .......................................15
OTRAS CAPAS PERMEABLES ............................................................15
COMPONENTES PRINCIPALES DE UN SUBDREN. ...........................16
PARÁMETROS Y NORMAS DE DISEÑO MATERIAL DE FILTRO. ......17
CRITERIO DE FILTRACIÓN O PROTECCIÓN CONTRA LA EROSIÓN
INTERNA.............................................................................................................17
CRITERIO DE PERMEABILIDAD..........................................................18
Tamaño de orificios de la tubería colectora ...........................................19
FILTROS DE GEOTEXTIL.....................................................................19
DRENAJE TRANSVERSAL...................................................................20
3. DESARROLLO Y / O RESOLUCION DE PROBLEMA ........................................21
4. CONCLUSIONES................................................................................................22
5. RECOMENDACIONES........................................................................................23
6. BIBLIOGRAFIA....................................................................................................24

3. 2
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INGENIERIA CIVIL
1. RESUMEN
El presente informe muestra la recopilación de datos que pretende plasmar en una
obra real el desarrollo del diseño de un sistema de drenaje vial para obras de arte
menor longitudinal y cruzado para la carretera Pachón Zharo con 7.2 kilómetros y
es ubicada en el cantón Suscal provincia del Cañar.
2. INTRODUCCIÓN
Las estructuras hidráulicas son herramientas fundamentales para el control y
manejo efectivo del agua en una vía. El principal objetivo del drenaje vial es reducir
al máximo la cantidad de agua. De manera de dar salida rápida al agua que llega a
la vía. Por lo cual proveer de un buen sistema de drenaje es uno de los factores
más importantes en un proyecto vial. Por lo tanto, la recolección, encauzamiento y
disposición de las aguas pluviales, tanto superficiales, como subterráneas (cortes
de carretera, nivel freático elevado) es esencial para garantizar la estabilidad e
integridad de una vía.
El presente documento está basado en una recopilación bibliográfica que pretende
plasmar en una obra real el “diseño integral del sistema de drenaje vial para obras
de arte menor (drenaje longitudinal y trasversal) para la carretera Pachón Mina
Zharo de 7.2 km ubicada en el cantón Suscal provincia del Cañar”. Con lo cual
aplicaremos todos los conocimientos teóricos para el diseño.

4. 3
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2.1 MARCO TEÓRICO
El agua disminuye la resistencia de los suelos, presentándose fallas en la
estructura que conforma una vía de tránsito. Es por esto por lo que un buen
proyecto de cualquier vialidad se considere un buen diseño de obras de drenaje,
de tal forma que el agua se aleje a la mayor brevedad posible del mismo.
El proyecto modificaría las condiciones del escurrimiento en las zonas que la vía
atravesará, evitando originar problemas de erosión e inundación y problemas de
deslaves, asentamientos, oquedades y desprendimientos de material que podrían
encarecer el costo de conservación y a veces obstruyen el transito el transito
ocasionando desequilibrio económico.
TIPOS DE DRENAJE
El drenaje se clasifica como superficial y subterráneo, dependiendo de si el agua
escurre o no por las capas de la corteza terrestre.
El drenaje superficial se considera longitudinal o transversal, según la posición
que las obras guarden con respecto al eje del camino (Rico, 1977).
El drenaje longitudinal tiene por objeto captar los escurrimientos para evitar que
lleguen al camino o permanezcan en él, causando desperfectos. De este tipo de
drenaje son las cunetas, contracunetas, bordillos y canales de encauzamiento.
Se llama drenaje longitudinal porque se sitúa más o menos paralelos al eje del
camino.
2.1.1.1 DRENAJE LOGITUDINAL
a) LAS CUNETAS
Zanjas que se construyen adyacentes a los hombros de la corona en uno
o en ambos lados, con el objeto de interceptar el agua que escurre sobre
la superficie de la corona, de los taludes de los cortes, o del terreno
contiguo, conduciéndola a un sitio donde no haga daño a la carretera o a
terceros.

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b) LAS CONTRACUNETAS
Son zanjas o bordos que se construyen en las laderas localizadas aguas
arriba de los taludes de los cortes, con el objeto de interceptar el agua que
escurre sobre la superficie del terreno natural, conduciéndola a una cañada
inmediata o a una parte baja del terreno, para evitar el saturamiento
hidráulico de la cuneta y el deslave o erosión del corte.
c) BORDILLOS
Son elementos que interceptan y conducen el agua que por el efecto del
bombeo corre sobre la corona del camino, descargándola en los lavaderos,
para evitar erosión a los taludes de los terraplenes que estén conformados
por material erosionable. Los bordillos pueden ser de concreto hidráulico,
concreto asfáltico o de suelo-cemento.
d) CANALES DE ENCAUZAMIENTO
En terrenos sensiblemente planos, en los cuales el escurrimiento es de tipo
torrencial y no existen cauces definidos, es necesario construir canales que
intercepten el agua antes de que ésta llegue al camino y la conduzca a
sitios elegidos con anticipación, en los que se pueda construir una obra
transversal y efectuar el cruzamiento. La pendiente del canal se proyecta
con base en que la descarga se efectuará en el sitio preestablecido y se
evitará construir canales de salida de gran longitud, entre otros factores.

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2.1.1.2 DRENAJE TRANSVERSAL
El drenaje transversal da paso expedito al agua que cruza de un lado a otro del
camino, o bien retira lo más pronto posible de la corona, como tubos, losas,
cajones, bóvedas, lavaderos, vados, sifones invertidos, puentes y el bombeo
de la corona.
De acuerdo con la dimensión del claro de las obras de drenaje transversales,
se ha convenido dividir al drenaje en mayor y menor. El drenaje mayor requiere
de obras con un claro superior de 6 m. A las obras de drenaje mayor se les
denomina puentes y a las del drenaje menor, alcantarillas.
a) TUBOS
Los tubos son alcantarillas de sección interior usualmente circular y que
requiere un espesor de terraplén o un colchón mínimo de 0.60 m para un
mejor funcionamiento estructural. El material puede ser de concreto.
b) CAJONES
Son estructuras de sección rectangular con paredes, techos y piso de
concreto reforzado cuya construcción requiere de cuidados especiales.
Trabajan en conjunto como un marco rígido que absorbe el peso y el
empuje del terraple, la carga viva y la reacción del terreno.
c) BÓVEDAS
Son estructuras cuya sección transversal interior está formada por tres
partes principales: el piso, dos paredes verticales que son las caras
interiores de los estribos y sobre estas un arco circular de medio punto o
rebajado que es el arco estructural de sección variable con un mínimo de
espesor en la clave.
d) LAVADEROS
Los lavaderos son canales que conducen y descargan el agua recolectada
por los bordillos, cunetas y guarniciones a lugares donde no cause daño a
la estructura del pavimento. Los lavaderos pueden ser de mampostería,
concreto hidráulico o metálicos. Si se construyen con mampostería o
concreto hidráulico, generalmente tienen sección triangular, con el

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propósito de lograr una depresión en su intersección con el acotamiento,
para facilitar la entrada del agua al lavadero.
e) VADOS
Son las obras que se construyen en las zonas de cruce del camino con un
cauce, para permitir el paso del agua sobre la superficie de rodamiento.
f) PUENTES
Los puentes sirven para cruzar arroyos o ríos con claros mayores de 10 m,
en general constan de apoyos extremos o estribos y de apoyos intermedios
o pilas. Para el cálculo estructural las alcantarillas se calculan con el 100%
de la carga móvil que pueda caber en la obra, tomando el modelo del
camión más pesado según lo especificado o en su caso la carga de
ferrocarril correspondiente. Los puentes se calculan en carreteras con el
75% de la carga uniformemente repartida correspondiente a la máxima
móvil, más un camión cargado al centro; para ferrocarriles se tiene que ver
el máximo de la carga rodante.
g) BOMBEO DE LA CORONA.
El bombeo consiste en proporcionar a la corona del camino, ubicada en las
tangentes del trazo horizontal, una pendiente transversal desde el centro
del camino hasta los hombros. Su función es dar salida expedita al agua y
evitar que caiga en lo mayor posible a la superficie interna de las
terracerías.
ESTUDIO HIDRÁULICO-HIDROLÓGICO
El estudio hidráulico-hidrológico proporciona al proyectista los datos hidráulicos
requeridos para el diseño estructural del puente, es el conjunto de trabajos de
campo y gabinete que definen su diseño hidráulico, estableciendo las longitudes
mínimas de la estructura y de sus claros, así como el espacio libre vertical
mínimo que ha de dejarse entre el nivel de aguas de diseño (NADI) y el lecho
inferior de la superestructura.

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Comprende la recopilación de información fisiográfica e hidrológica, el
reconocimiento de campo, el levantamiento topográfico, el procesamiento de la
información, y los análisis hidrológicos e hidráulicos, que permitan precisar las
características del flujo en el cauce, y la determinación del tipo, número,
ubicación y funcionamiento de las obras auxiliares que aseguren el
comportamiento satisfactorio del puente (Olivera, 1977).
Se requiere contar con:
• El proyecto geométrico de la carretera y sus secciones transversales de
construcción, que incluya el trazo, los datos de bancos de nivel, las
referencias topográficas y las elevaciones de la subrasante.
• El estudio geológico de la zona, que permita inferir la infiltración del agua de
lluvia en la cuenca.
• Las fotografías aéreas de la zona, a escalas uno a cinco mil (1:5.000) o uno
a diez mil (1:10.000), y de ser posible, las restituciones fotogramétricas, a
escalas de uno a mil (1:1.000) o uno a dos mil (1:2.000), con el propósito de
precisar las características fisiográficas de la cuenca y analizar el
comportamiento de la corriente, particularmente cuando se trate de cauces
divagantes o con llanuras de inundación extensas, de más de un (1)
kilómetro de ancho.
• De ser posible, los estudios topohidráulicos, hidrológicos o hidráulico-
hidrológicos y los proyectos de otros puentes sobre el mismo cauce, que
puedan servir como modelos a escala natural para el diseño hidráulico del
nuevo puente.
RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN
Para disponer de los datos que permitan determinar las características
fisiográficas e hidrológicas de la cuenca en estudio, obtener la siguiente
información:
• Información fisiográfica
Las cartas topográficas, geológicas, hidrológicas, edafológicas y de uso del
suelo, elaboradas a escala uno a cincuenta mil (1:50.000), de la región donde

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se ubique la cuenca, que existan en instituciones gubernamentales como
DETENAL y/o privadas. Cuando se trate de cuencas en zonas urbanas, las
cartas topográficas serán preferentemente a escala uno a cinco mil (1:5.000).
• Información hidrológica
La existencia y ubicación de estaciones pluviográficas y pluviométricas dentro
de la cuenca y/o de las más cercanas de la región hidrológica, así como
estaciones hidrométricas en la corriente en estudio o, en su defecto, en
corrientes vecinas con características fisiográficas semejantes.
• Registros de lluvias en las estaciones pluviográficas y pluviométricas,
Contienen información preferentemente de un periodo igual o mayor que la
mitad del periodo de retorno que se establezca para el diseño hidráulico del
puente. A mayor número de años de registro y menor área de cuenca, los
datos serán más confiables.
• Registros de escurrimientos en las estaciones hidrométricas,
Contienen información anual de los aforos de acuerdo con las condiciones
geométricas y de rugosidad del tramo donde se ubiquen, preferentemente de
un periodo igual o mayor que la mitad del periodo de retorno que se
establezca para el diseño hidráulico del puente. Para cuencas con áreas
mayores de mil (1.000) kilómetros cuadrados, es deseable contar con por lo
menos veinticinco (25) años de registro.
ANALISIS HIDROLOGICO
Para determinar los gastos que han de utilizarse en el diseño hidráulico del
puente, de acuerdo con los periodos de retorno que se establezcan, el Ingeniero
o Contratista de Servicios debe realizar los análisis hidrológicos que
correspondan según el tipo y confiabilidad de la información disponible, pudiendo
aplicar los métodos que se describen a continuación:

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a) MÉTODOS EMPÍRICOS (Método de creager)
El Método de Creager es el método empírico más utilizado, que se basa en la
asociación gráfica de los gastos máximos por unidad de área con diferentes
periodos de retorno, medidos en cuencas hidrológicas de todo el mundo. Los
puntos graficados quedan comprendidos abajo de una curva envolvente de
todos ellos, cuya ecuación es la siguiente:
q=0.2075CA1.048
Donde:
q = Gasto unitario, [(m3
/s) / km2
]
A = Área de la cuenca, (km2
)
C = Parámetro adimensional que depende de la región hidrológica en que
se encuentre la cuenca en estudio
b) MÉTODOS SEMIEMPÍRICOS
Las hipótesis en que se basan los métodos semiempíricos, en general
suponen que la duración de la tormenta coincide con el tiempo de pico del
escurrimiento, que todas las porciones de la cuenca contribuyen a la magnitud
de éste, que la capacidad de infiltración es constante en el tiempo, que la
intensidad de lluvia es uniforme sobre toda la cuenca y que sus antecedentes
de humedad y almacenaje son despreciables.
Estos métodos proporcionan el escurrimiento debido a la precipitación, por lo
que, si la corriente en el cauce es perenne, los gastos máximos que se
determinen con ellos se corrigen adicionándoles el gasto de dicha corriente
(gasto base), para obtener los que han de utilizarse en el diseño hidráulico del
puente.
Los métodos semiempíricos más utilizados son:
• Método Racional
• Método de Horton
• Método de CHOW

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ANÁLISIS HIDRÁULICO
Para obtener los gastos, tirantes y velocidades en los diferentes tramos de cada
sección y el gasto total del flujo, que correspondan al nivel alcanzado por el agua
en el cauce durante la creciente máxima de que se tenga noticia; calcular los
gastos, niveles, tirantes y velocidades en dichos tramos, que correspondan a los
gastos máximos.
Para los periodos de retorno establecidos; determinar el comportamiento
hidráulico de los puentes cercanos que se hayan levantado; y seleccionar el
gasto de diseño (QDI) que se utilizará para el diseño hidráulico del puente, el
Ingeniero o Contratista de Servicios realizará los análisis hidráulicos aplicando
los procedimientos adecuados, verificando previamente que las secciones sean
normales respecto a la dirección del escurrimiento en crecientes extraordinarias,
que estén ubicadas en tramos del cauce preferentemente rectos, sin cambios de
pendiente y que no se alojen en sitios donde existan pozas.
Para calcular en cada sección hidráulica, los gastos, tirantes y velocidades en
sus diferentes tramos, así como el gasto total del flujo, correspondientes al nivel
alcanzado por el agua en el cauce durante la creciente máxima de que se tenga
noticia, se deberá tener presente los aspectos que se indican a continuación:
• Determinación de las características geométricas de la sección hidráulica
• Determinación de las velocidades en la sección hidráulica
• Determinación de los gastos de la sección hidráulica
• Selección del gasto máximo observado
2.2 CONCEPTOS Y DEFINICIONES BÁSICAS
DRENAJE VIAL
Las obras de drenaje vial son elementos estructurales cuya finalidad es evacuar
el agua acumulada por efectos de precipitaciones y de escorrentía. Las
estructuras de drenaje vial pueden ser de control y protección.
Las estructuras de drenaje vial trabajan directamente sobre la carretera
dividiéndose estas en obras de drenaje de arte menor y obras de drenaje de arte
mayor. Entendiéndose por obras de drenaje de arte menor el drenaje longitudinal

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(cunetas, cunetas de coronación, subdrenaje) y al drenaje transversal
(alcantarillas). Y por obras de drenaje de arte mayor los puentes en general.
Figura 1: Sección transversal sistema dren
SUBDRENAJE.
Las aguas amenazan en general la vida útil de las obras civiles, principalmente
la de las vías terrestres, afectándolas de diversas maneras; procedentes de las
lluvias, se infiltran o discurren por la superficie del terreno. Las aguas que
superficialmente erosionan cortes y terraplenes, y corren hacia los bajos
topográficos, almacenándose si no son oportunamente conducidas por una
alcantarilla; al almacenarse se infiltran en el terreno produciendo una saturación
que reduce su resistencia al esfuerzo cortante y genera asentamientos, fuerzas
de filtración que amenazan su estabilidad y peligro de tubificación. Las aguas
infiltradas tienden a brotar en los cortes de las carreteras o en las coronas de
estas, amenazando la estabilidad de los cortes y el buen comportamiento de los
pavimentos que cubren las coronas.
Para realizar un adecuado sistema de subdrenaje se requiere obtener buena
información sobre la disposición y naturaleza de los materiales involucrados.
Esta puede provenir de inspección de campo, de estudios geológicos o de
sondeos con muestreo, seguido de pruebas de laboratorio.

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Los métodos de subdrenaje en cortes tienden a controlar el flujo del agua en el
talud, evitan que fluya hacia la superficie y así restringir los cambios volumétricos
del material y orientar favorablemente las corrientes de filtración.
En el caso de terraplenes, mediante el subdrenaje se logran disminuir los
esfuerzos neutrales en el agua que llena los vacíos del suelo de la ladera, se
aumentan los esfuerzos efectivos actuantes y se mejora la estabilidad del
terraplén.
Los sistemas de drenaje subsuperficial deben cumplir las siguientes funciones
básicas para minimizar los impactos del agua interna en los proyectos viales.
• Abatir el nivel freático en el área de las fundaciones de los terraplenes
y de las estructuras viales.
• Interceptar las filtraciones subterráneas para impedir afloramientos
deagua en el pavimento.
• Drenar el agua superficial que se infiltre en el pavimento y en las
estructuras de contención.
• Recolectar las descargas de los diferentes sistemas de drenajes
subterráneos.
2.2.2.1 Tipos y usos del subdrenaje en carreteras.
La manera más común de identificar los elementos del sistema de subdrenaje
es en términos de su localización y su geometría. Las clasificaciones familiares
de este tipo incluyen: drenes longitudinales, drenes transversales, drenes
horizontales, capas permeables, sistemas de pozos y otros más elaborados.
El presente documento contempla el estudio o análisis de criterios y
especificaciones únicamente de drenes longitudinales.
DRENAJES LONGITUDINALES
Como lo indica su nombre, un dren longitudinal se coloca en una dirección
esencialmente paralela al eje de la carretera tanto horizontal como verticalmente.
Está constituido por una zanja de cierta profundidad, un filtro protector de alguna
clase y, eventualmente, un tubo colector. El grado de sofisticación empleado en
el diseño de estos drenes dependerá de la fuente de agua que deba ser drenada,

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de la importancia de la vía, de la manera como se espera que ellos funcionen.
Cuando se instalan para contribuir específicamente en la evacuación del agua
que se infiltra en el pavimento, se llaman drenes laterales de base o drenes
colectores longitudinales. Cuando se usan para cortar la filtración en taludes o
abatir el nivel freático se conocen como drenes interceptores longitudinales o,
simplemente, como drenes longitudinales llamados dren francés.
Figura 2: Sección Transversal dren Frances en obra vial
Algunas veces se pueden combinar eficientemente sistemas de drenes
longitudinales de diferentes tipos, donde se aprecia una instalación múltiple de
drenes en una sección peraltada de una vía de doble calzada que atraviesa una
zona de corte en cajón. Con el fin de interceptar el flujo y abatir el nivel freático
bajo el corte de la izquierda, se instala un par de drenes longitudinales
relativamente profundos.
el dren colocado bajo la cuneta de la calzada izquierda sirve también para drenar
cualquier agua de infiltración que pueda ingresar en la estructura del pavimento
de esa calzada. El dren colector longitudinal colocado al lado izquierdo de la
calzada derecha capta exclusivamente las aguas infiltradas en dicha calzada.

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Cuando la sección vial es muy ancha y el nivel freático muy alto, puede ser
necesario colocar un sistema múltiple de drenes longitudinales con el fin de evitar
que el flujo de agua subterránea sature la subrasante y el pavimento, al menos
en parte de su ancho.
Es posible encontrar geometrías viales aún más complicadas que exigen
configuraciones de subdrenaje más elaboradas, en especial en vecindades de
las intersecciones.
Figura 3: Sección transversal tubería longitudinal
CAPAS PERMEABLES EN EL PAVIMENTO
Generalmente el término se aplica a una capa de alta permeabilidad cuyo
ancho y longitud (en la dirección del flujo) son mucho mayores que su
espesor. Apropiadamente diseñadas, pueden ser efectivas para controlar
tanto el agua de infiltración como la del nivel freático.
La capa permeable se puede colocar como parte integral de un pavimento
para remover agua de infiltración, o debajo de él para remover agua
subterránea del nivel freático o de fuentes subterráneas. Aunque es usual
el empleo de materiales relativamente permeables en la construcción de las
bases y subbases, estas capas no funcionan como mantos permeables a
menos que hayan sido diseñadas y construidas considerando tal función.

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OTRAS CAPAS PERMEABLES
Las capas permeables también pueden ser usadas para controlar
efectivamente el flujo de agua subterránea hacia los taludes de corte y bajo
rellenos en laderas. En el talud de corte se propone el uso de una capa
permeable en combinación con un dren colector longitudinal, buscando
mejorar la estabilidad del talud del corte al impedir el desarrollo de una
superficie de filtración y al ejercer simultáneamente una acción soportante.
Las capas permeables con este uso se conocen, también, como pantallas
de drenaje.
En adición a los ya descritos, existen otros sistemas más complejos para el
control de aguas subterráneas y la estabilización de taludes y laderas, como
las trincheras estabilizadoras, las cortinas impermeables, las galerías de
drenaje, etc., cuyo uso en la solución de los problemas viales requiere
análisis geotécnicos muy específicos y su uso ha sido muy limitado en la red
vial.
CAPAS PERMEABLES EN EL PAVIMENTO
Generalmente el término se aplica a una capa de alta permeabilidad cuyo
ancho y longitud (en la dirección del flujo) son mucho mayores que su
espesor. Apropiadamente diseñadas, pueden ser efectivas para controlar
tanto el agua de infiltración como la del nivel freático.
La capa permeable se puede colocar como parte integral de un pavimento
para remover agua de infiltración, o debajo de él para remover agua
subterránea del nivel freático o de fuentes subterráneas. Aunque es usual el
empleo de materiales relativamente permeables en la construcción de las
bases y subbases, estas capas no funcionan como mantos permeables a
menos que hayan sido diseñadas y construidas considerando tal función.
OTRAS CAPAS PERMEABLES
Las capas permeables también pueden ser usadas para controlar
efectivamente el flujo de agua subterránea hacia los taludes de corte y bajo
rellenos en laderas. En el talud de corte se propone el uso de una capa
permeable en combinación con un dren colector longitudinal, buscando

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mejorar la estabilidad del talud del corte al impedir el desarrollo de una
superficie de filtración y al ejercer simultáneamente una acción soportante.
Las capas permeables con este uso se conocen, también, como pantallas
de drenaje.
En adición a los ya descritos, existen otros sistemas más complejos para el
control de aguas subterráneas y la estabilización de taludes y laderas, como
las trincheras estabilizadoras, las cortinas impermeables, las galerías de
drenaje, etc., cuyo uso en la solución de los problemas viales requiere
análisis geotécnicos muy específicos y su uso ha sido muy limitado en la red
vial.
COMPONENTES PRINCIPALES DE UN SUBDREN.
Las zanjas drenantes pueden ser excavadas a mano o con retroexcavadora,
rellenas de material filtrante y elementos de captación y transporte del agua.
Existen de diferentes formas entra estas:
➢ Con material de filtro y tubo colector
➢ Con material grueso permeable sin tubo (filtro francés)
➢ Con geotextil como filtro, material grueso y tubo colector.
➢ Con geotextil, material grueso y sin tubo.
➢ Tubo colector con capa gruesa de geotextil a su alrededor.
➢ Dren sintético con geomalla, geotextil y tubo colector.
El tipo de dren interceptor a emplear dependerá de:
➢ Disponibilidad de materiales en la región y costos.
➢ Necesidad de captación y caudal del dren.

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PARÁMETROS Y NORMAS DE DISEÑO MATERIAL DE FILTRO.
Es conveniente tener en cuenta que los drenes tratan de taponarse por
transporte y depositación de las partículas más finas del suelo. Para evitar
estefenómeno se debe colocar un filtro que debe cumplir los siguientes
objetivos:
Impedir el paso de las partículas finas del suelo a proteger.
Permitir la filtración rápida del agua. Existen dos tipos generales de filtro:
➢ Material granular natural filtrante.
➢ Filtro de mantos sintéticos o geotextiles.
Se requiere escoger muy cuidadosamente el material de filtro y/o el tipo y
calidad del geotextil a emplear.
Para material de filtro se deben cumplir ciertos requisitos de granulometría
los cuales son universalmente conocidos.
Los principales parámetros para tomar en cuenta para el diseño de un
subdren son:
CRITERIO DE FILTRACIÓN O PROTECCIÓN CONTRA LA EROSIÓN
INTERNA
El propósito de un filtro es proteger el suelo contra la erosión interna al
mismo tiempo permitir el paso del agua. Existen decenas de relaciones entre
losdiversos parámetros granulométricos del suelo y del filtro que se deben
cumplir para garantizar su funcionamiento óptimo. Se presentan los más
utilizados.
En suelos granulares y limosos se establecen las siguientes relaciones, en
las cuales el subíndice F representa el filtro, y la S representa el suelo
natural o suelo alrededor del filtro: (Terzaghi 1948)
➢ D15 es el diámetro de partícula para el 15% de pasantes en la
curvagranulométrica.
➢ D85 es el diámetro de partícula para el 85% de pasantes en la
curvagranulométrica.

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La primera relación de granulometría de un material de filtro propuesta es:
➢ D15F/D85S Relación debe ser mayor a 4 y menor que 9.
De acuerdo con el Geotechnical Engineering Office de Hong Kong se deben
cumplir adicionalmente las siguientes condiciones:
➢D15F/D15S < 40
➢D50F/D50S < 25
Es también recomendable que el material de filtro no posea más de un 5%
de material que pase la malla 200, para evitar la migración de finos del
filtro hacia las tuberías de drenaje. Adicionalmente, se deben evitar los filtros
cuya gradación tenga vacíos de algunos tamaños de granos, o sea, los
materiales con curvas granulométricas que presenten gradas.
CRITERIO DE PERMEABILIDAD
El criterio más utilizado para garantizar un drenaje fácil del agua a través
del filtro es el propuesto por (Terzaghi 1948)
➢ D15F/D15S > 4
Adicionalmente se deben cumplir los límites.
➢ D60F/D10F < 20 (coeficiente de uniformidad) y el tamaño máximo
de partícula no debe ser mayor de 75 milímetros.
En ocasiones es difícil encontrar un material natural que cumpla las
condiciones de material de filtro para un determinado suelo y se requiere
fabricarlo mediante tamizado y/o mezcla de materiales.
En varios países se recomienda un filtro general básico para todo tipo de
suelos para subdrenes de carreteras de acuerdo con la tabla. Este tipo de
filtro, aunque cumple especificaciones y es usado en varios países para
una gran gama de suelos, en algunos casos podría presentar problemas
de erosión interna o taponamiento. (Terzaghi 1948).

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Figura 4: Sección transversal filtro dren en una obra vial
Tamaño de orificios de la tubería colectora
EN la mayoría de los subdrenes con material de filtro se utiliza un tubo
colector perforado que se coloca en la parte baja de la zanja embebido
en el material filtrante.
FILTROS DE GEOTEXTIL.
Los geotextiles son telas permeables, filtrantes, construidas con fibras sintéticas,
especialmente polipropileno, poliester, nylon y polietileno. Los geotextiles
generalmente se clasifican en tejidos y no tejidos. Los tejidos a su vez se diferencian
de acuerdo con el sistema de tejido.
Los geotextiles más utilizados para filtro son los no tejidos, entre los cuales se deben
diferenciar los perforados con alfileres, los pegados al calor y los pegados con resinas,
aunque es común encontrar mezclas de los tres procesos de manera combinada.
La durabilidad de los geotextiles está en función de las fibras poliméricas y las resinas
a los ataques ambientales. Los principales problemas de las telas filtrantes
corresponden a su baja resistencia a la exposición a los rayos solares, los cuales las
descomponen, a las altas temperaturas y a ciertos químicos.

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Figura 5: Tipos Geotextiles utilizados en obras viales
DRENAJE TRANSVERSAL.
Los sistemas de drenaje transversal están constituidos por elementos que
transportan el agua y cruzan el eje de la carretera. Por lo general, el cruce
se realiza de manera perpendicular al eje y transportan el aporte de la
cuenca que se encuentra aguas arriba de la vía en dirección aguas abajo.
Para obtener un buen diseño el desagüe o drenaje transversal se debe
tratarde cumplir ciertos parámetros importantes como, no desviar el cauce
natural deflujo, evitar pendientes pronunciadas ya que esto conllevaría a
tener grandes velocidades de flujo con lo que se produciría erosión de las
obras hidráulicas en nuestro caso las alcantarillas.
Figura 6: Drenaje trasversal

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3. DESARROLLO Y / O RESOLUCION DE PROBLEMA
Para este tipo de trabajos de obras civiles, si se puede decir obras de arte; se debe
considerar que dentro de la aplicación de las normas de calidad y procesos
constructivos en las vías y como consecuencia, debemos saber que todo paquete
estructural debe estar preparado para evitar toda agua subterránea de cualquier
tipo sea salada o dulce.
Para desarrollar un buen sistema de drenaje a nivel de obras civiles existen
metodología para la ejecución de un ben sistema de drenaje, es por ello por lo que
para aplicar y desarrollar obras de gran envergadura.
El proceso constructivo quedará suficientemente especificadas las fases de
ejecución de los sistemas de drenaje necesarios, bien sea de la propia plataforma
del camino (abombamiento de la superficie, pendiente transversal, etc.), bien sea
de los sistemas de drenaje longitudinal (cunetas, en tierra o revestidas) y transversal
(pasarelas, marcos prefabricados, caños, alcantarillas abiertas, etc.).
Toda red vial se encuentra en un estado crítico, sobre todo la red terciaria, que está
construida generalmente en suelo desnudo o en suelo estabilizado y se ha venido
deteriorando paulatinamente por la carencia de mantenimiento, debido a los bajos
recursos que disponen los departamentos y la nación para el sostenimiento de este
tipo de infraestructura vial
Lo anterior se evidencia en los problemas de drenaje que se presentan en las vías,
en algunos casos se encuentran vías sin cunetas, en otros casos tienen obras de
drenaje pero son insuficientes para evacuar el agua de la plataforma de la vía y de
los taludes, algunas presentan vegetación por la falta de mantenimiento, y otras
incluso, debido a nuestra topografía, están ubicadas en pendientes tan altas que el
agua las erosiona, ocasionando así, un colapso de la estructura de drenaje y de la
plataforma de la vía.
Esta combinación de circunstancias hace especialmente necesarios el diseño y la
construcción de sistemas de drenaje eficientes de cuyo desempeño dependerá, en
buena medida, la calidad de la operación vial y la vida útil de las carreteras
nacionales.
Por lo expuesto anteriormente, el problema que pretende abordar este trabajo de
grado es establecer pautas para el diseño de drenajes superficiales en vías
terciarias, siguiendo las normas vigentes en el país y teniendo en cuenta las nuevas

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formas de ocupación del terreno y usos del suelo. Así mismo, pretende plantear una
solución eficaz para las vías terciarias con secciones estrechas y construidas en
zonas de altas pendientes, por medio de un drenaje longitudinal de sección más
reducida a la planteada
4. CONCLUSIONES
• A través de la topografía a detalle de la vía de estudio, se determinan puntos
estratégicos para la ubicación y colocación de alcantarillas, además nos dan
información sobre posibles corrientes de agua permitieron la delimitación de
cuencas.
• En el tema de subdrenaje es necesario conocer a fondo su función principal
dentro de un proyecto vial, por lo que en el presente documento se adjuntan
definiciones conceptos, propiedades más importantes y determinantes para el
diseño del elemento.
• En función del tipo de estructura hidráulica o importancia de la obra, se deberá
determinar el periodo de retorno.
• El valor del coeficiente de escorrentía se determina a través de la visita al lugar
del proyecto, asociando el lugar en cuanto a su cobertura vegetal, tipo de suelo
en función de su permeabilidad, y a la pendiente de sus cuencas o taludes
adyacentes.

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5. RECOMENDACIONES
• Al momento de iniciar un proyecto las visitas de campo son indispensables
para un adecuado reconocimiento del sitio y obtención de datos reales con el
fin de comparar la información obtenida de bases de datos u otros
documentos.
• Realizar estudios de suelo apropiados para identificar el tipo de suelo que se
va a excavar.
• Es importante conocer el área de aferencia de la carretera para el diseño de
los drenajes, así como los coeficientes de escorrentía
• Para un buen diseño de los elementos tanto cunetas como alcantarillas se
debe considerar un periodo de retorno mínimo de 25 años, y en la
implementación de drenaje de arte mayor como son los puentes seadopta
un periodo de retorno de 100 años.
• No toda la información que suministran las instituciones es aceptable ya que
esta puede estar desactualizada y al momento de utilizarla los resultados
pueden ser desproporcionados al realizar un análisis con población real,
además considerar los tiempos para la solicitud y entrega de esta información
por parte de las entidades encargadas, ya que en ocasiones no son inmediatas
las entregas.
• Como Ingenieros, un buen registro fotográfico es vital para el desarrollo de las
actividades propuestas.
• El análisis de datos es importante hacerlo de una manera rigurosa ya que de
esto depende la coherencia de los resultados.
• Calcular la duración del proyecto para obtener un presupuesto más detallado,
y así realizar una programación de la obra.

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6. BIBLIOGRAFIA
• Hidrología en la ingeniería. German Monsalve Sáenz. Editorial de la Escuela
Colombiana de Ingeniería (1995).
• Rühle, F. (1966). “Traducción y Adaptación de los Gráficos Hidráulicos para el
diseño de Alcantarillas preparados por el Bureau of Public Roads – EEUU, 1964”
Dirección Nacional de Vialidad.
• López Cadenas de Llano, F. (Coord.). 2003. “La Ingeniería en los procesos de
desertificación”
• Gutiérrez Elorza, M. “Geomorfología”. 2008. Ed. Pearson Prentice Hall.
• Hidrología. Dr. Medardo Molina. Universidad Agraria “La Molina” Departamento
de recursos de agua y tierra (1975).