INGENIERIA CIVIL TRAZO Y DISEÑO VIAL 4

1. CURSO: “CAMINOS 2”
DOCENTE: “DIAZ GARCÍA, GONZALO HUGO”
CLASE: “N.º 1522”
PRACTICA: “N°. 3”
TEMA: “OBRAS DE ARTE EN CARRETERAS”
GRUPO: “N°. 1”
ALUMNOS: “CUBAS ROSELL, CARLOS JOAQUIN”
“IPARRAGUIRRE SANTA MARIA, VICTOR NEIBER”
“MANRIQUE MORENO, JORGE JIMMY” (Representante)
“SANCHEZ RODRIGUEZ, JOSEPH”
“ZANINI MELÉNDEZ, PIERO SAMUEL”
Trujillo, enero 2022
UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
FACULTAD DE INGENIERÍA

2. ÍNDICE
Contenido
1. INTRODUCCIÓN...................................................................................................................................3
2. PALABRAS CLAVES. ..........................................................................................................................3
3. OBJETIVO.............................................................................................................................................3
4. MARCO TEÓRICO................................................................................................................................3
4.1. ALCANTARILLAS. ...............................................................................................................................4
4.1.1. PARTESDEUNA ALCANTARILLA..................................................................................................4
4.1.2. UBICACIÓNY LONGITUD DE ALCANTARILLAS.............................................................................7
4.1.3. ESPESORMÍNIMO DERELLENOSOBRE LAS ALCANTARILLAS...................................................7
4.1.4. PROFUNDIDADMÁXIMADE RELLENOSOBRE ALCANTARILLAS. ...............................................7
4.2. CUNETAS. ............................................................................................................................................8
4.2.1. TALUDES EN CUNETAS.................................................................................................................9
4.2.2. COEFICIENTE DE RUGOSIDAD. .....................................................................................................9
4.3. ZANJAS DE CORONACIÓN Y CUNETAS..............................................................................................10
5. EJEMPLO DE UN DISEÑO DE ALCANTARILLA TIPO MARCO DE CONCRETOARMADO
PARA CRUCE A DESNIVEL DE FAJA TRANSPORTADORA. ........................................................12
6. MONITOREO DE OBRA DE ARTE. ...................................................................................................28
7. CONCLUSIONES................................................................................................................................28
8. RECOMENDACIONES. ......................................................................................................................29
9. REFERENCIAS...................................................................................................................................29
10. ANEXOS..............................................................................................................................................29

3. 1. INTRODUCCIÓN.
Las carreteras constituyen la principal vía de transporte de personas y mercadería a
través de las tres regiones naturales del Perú. Por este motivo es necesario
mantenerlas en buen estado para garantizar la seguridad de los usuarios y permitir
el abastecimiento de los productos de los usuarios.
El sistema de drenaje de una carretera permite el paso ordenado del agua de origen
pluvial o subterráneo a través de las vías.
Se considera que este sistema está compuesto por los siguientes tipos de
elementos: Drenaje Transversal, Drenaje Longitudinal, Subdrenaje, Elementos
auxiliares.
2. PALABRAS CLAVES.
Alcantarillado, Cunetas y Zanjas de coronación; Impacto en obras viales.
3. OBJETIVO.
Dentro de la construcción de una carretera es de vital importancia las obras de arte,
sobre todo en zonas donde existe gran precipitación pluvial ya que tienen el objetivo
de proteger la carretera de las aguas proveniente de las lluvias, quebradas, cochas
y del subsuelo, así como protección de eventos que puedan afectar el tiempo de
vida de la carretera.
Las obras de arte de drenaje de aguas superficiales tienen el propósito de alejar las
aguas de las carreteras. Esto evitara su influencia negativa, tanto en el aspecto de
la estabilidad de su infraestructura, como en sus condiciones de transitabilidad. Las
dimensiones de las obras de drenaje son determinadas en base a cálculos
hidráulicos, tomando como base la información pluviométrica disponible.
4. MARCO TEÓRICO.
La finalidad de este tipo de drenaje es de alejar las aguas de escorrentía y
precipitaciones de la calzada o pavimento de la carretera, para evitar la influencia
negativa de las mismas sobre su estabilidad y transitabilidad, así como para limitar
las operaciones de conservación.
La obra de drenaje superficial se proyecta a partir de los tres aspectos
fundamentales:
✓ Diseñohidráulico.
✓ Diseñogeométrico.
✓ Diseñoestructural.

4. La armonía y conjugación de estos tres aspectos aseguran un diseño correcto de las
estructuras de drenaje, además de que garantizan la vida útil de estas en particular
y de la vía en general.
El drenaje superficialgeneralmente está conformado por:
✓ Alcantarillas.
✓ Badenesydesviadores de agua.
✓ Bombeo.
✓ Cunetas.
✓ Zanjas de coronación.
✓ Pontones.
4.1. ALCANTARILLAS.
Las alcantarillas son obras de drenaje Transversal, que canalizan el agua de
un lado de la vía hacia el otro, cualquiera que sea su procedencia, ayudando
a controlar el flujo de agua y reduciendo la velocidad para aminorar la
erosión.
La definición de alcantarilla abarca a todo tipo de conducto cerrado utilizado
en el drenaje transversal de autopistas, carreteras y caminos.
4.1.1. PARTES DE UNA ALCANTARILLA.
Los elementos que conforman una alcantarilla son los siguientes:
✓ El conducto o cañón.
✓ Losmuros de Cabecera.
✓ Los aletones.
✓ LosaInferior y superior.
✓ Dispositivo de protección a laentrada.

5. ✓ El conducto o cañón:
Los conductos o cañones pueden tener sección circular, rectangular, de arco
y elíptica. El material utilizado en su construcción puede ser hormigón
armado, barro vitrificado, hierro colado o acero corrugado, aunque en
ocasiones se ha empleado la mampostería de piedra y la madera tratada.
En el caso de las alcantarillas tipo cajón se distinguen la losa inferior y la losa
superior. La losa inferior extiende hasta los extremos de los aletones, a los
cuales va unido por su base. en el extremo de dicha losa se construye una
pantalla o dentellón, cuyo objetivo es impedir que el terraplén, tanto a la
entrada como a la salida, socave el terreno bajo la losa y se produzca un mal
funcionamiento de la estructura o su rotura al cabo del tiempo.
✓ Muro de cabecera
El muro de cabecera tiene como finalidad retener la tierra del talud del
terraplén y evitar que se derrame en el conducto, obstruyendo tanto la
entrada como la salida.
La altura del muro de cabecera debe estar por encima de la parte superior del
conducto, recomendándose como mínimo 0.30m. Se debe empotrar en el
terreno natural de bajo de la boca del conducto por razones de cimentación y
erosión.
✓ Aletones.
Son elementos que se colocan a la entrada y salida de las alcantarillas cuyo
objetivo mejorar la captación y aprovechar la capacidad del conducto, así
como para reducir la erosión del relleno y controlar el nivel de entrada de
agua.

6. ✓ Losa inferior y superior.
La losa superior se construye con un murete, cuyo objetivo es impedir que el
talud del terraplén derrame sobre el cauce.
Existe un sistema de protección conocido con el nombre de RIP– RAP, el cual
está constituido por fragmentos de rocas duras y angulosas, que no se
disgrega en presencia del agua.

7. 4.1.2. UBICACIÓNY LONGITUD DE ALCANTARILLAS.
Cuando se proyecta una carretera es fundamental el control de drenaje
de esta, ya que la buena o mala apreciación que se haga de este
problema es que la carretera a construirse durará o no el tiempo
previsto en el período de diseño.
Se trata de evitar que el agua pueda afectar el camino, para ello se
deben realizar obras de drenaje con ubicación y longitudes necesarias
para proteger la explanación y el firme de su acción y desviarla de la
zona del camino.
4.1.3. ESPESOR MÍNIMO DE RELLENO SOBRE LAS ALCANTARILLAS.
Las estructuras de drenaje son diseñadas para soportar las cargas
vivas impuestas por el tráfico y la carga muerta del relleno de carretera.
Cuando el relleno sobre la parte superior de la estructura exceda de
1.50 m., se podrá desestimar el efecto de la carga viva, debiendo
considerárselo para espesores menores.
Cuando se restrinja la altura libre, se diseñarán las alcantarillas de
cuadro con sus losas superiores colocadas a nivel de la rasante de la
carretera.
4.1.4. PROFUNDIDAD MÁXIMA DE RELLENO SOBRE ALCANTARILLAS.
Las alcantarillas ubicadas debajo del camino son instaladas
generalmente antes de hacer el relleno y, con el fin de reducir la
excavación estructural, se le coloca usualmente en forma tal, que no
menos de la mitad de la alcantarilla se proyecta sobre el terreno
original dentro del nuevo relleno.

8. 4.2. CUNETAS.
Son estructuras de drenaje que se usan para facilitar el escurrimiento
superficial de la calzada y de los taludes de corte de acuerdo con las
secciones tipos de vía, las cunetas pueden ser, cunetas de base y de
coronación.
Estructura hidráulica descubierta destinada generalmente al transporte de
aguas de lluvia, de las áreas techadas ubicado en ambos lados de la calle.

9. 4.2.1. TALUDES EN CUNETAS.
Como talud, se define la relación de la proyección horizontal y la
proyección vertical de las paredes del canal.
La inclinación de las paredes laterales depende de la clase de terreno
donde está alojado el canal. Mientras más inestable sea el material
menor será el ángulo de inclinación de los taludes y mayor debe ser Z.
4.2.2. COEFICIENTE DE RUGOSIDAD.
El coeficiente de rugosidad “n”, es un parámetro que determina el
grado de resistencia que ofrecen las paredes y fondo del canal o
cuneta al paso del agua.
Mientras más áspera o rugosa sean las paredes y el fondo del canal,
más dificultad tendrá el agua para desplazarse, por lo tanto, mayor
será el valor de “n”.
En conclusión, no siempre estará claro y no es un tema sencillo
seleccionar el valor definitivo de rugosidad, ni tampoco definir que
correcciones se deben introducir al valor inicial tomado, únicamente
queda efectuar un mantenimiento normal de manera que se pueda
mantener en valor de “n” dentro de los límites razonables.
Los valores del coeficiente de rugosidad (n) propuesto por Horton, para
ser utilizados son los que se muestran en el cuadro siguiente:

10. 4.3. ZANJAS DE CORONACIÓN Y CUNETAS.
Son canales que se construyen para evitar el efecto erosivo del agua de
escorrentía sobre los taludes de corte y además reducir la colmatación de las
cunetas con sedimentos provenientes de los mismos taludes de corte.
Su finalidad es interceptar el agua de lluvia que escurre por la ladera, para
conducirlo hacia zonas bajas donde no va a crear problemas, generalmente el
uso de contra cunetas está indicado a terrenos montañosos.
En cualquiera de los casos debe tenerse una información sobre la naturaleza
geológica y cobertura vegetal del terreno, ello con la finalidad de construir
contracunetas que sean de utilidad. Cuando el material es el que asienta las
contracunetas es permeable y deleznable, se recomienda impermeabilizarlo.

12. 5. EJEMPLO DE UN DISEÑO DE ALCANTARILLA TIPO MARCO DE CONCRETO
ARMADO PARA CRUCE A DESNIVEL DE FAJA TRANSPORTADORA.
Alcantarillas tipo marco de concreto armado:
El diseño estructural se ha realizado tomando en cuenta el Manual de Diseño de
Puentes 2016 del MTC, así como la aplicación de las Normas AASHTO – LRFD,
ambos con actual vigencia, la misma que toma en cuenta la aplicación de los
estados límites.
Para el diseño de los tramos de marco de concreto armado, se ha considerado la
profundidad más desfavorable de las alcantarillas, que evidentemente se refiere a
las de mayor proximidad a la superficie de rodadura, empleado la misma
nomenclatura que señalan las normas para las condiciones de peso propio, carga
permanente, carga viga, impactos, presiones de tierra, presiones de agua, entre
otros.
Para la aplicación de las cargas vivas, se ha considerado la carga equivalente de
camión HL-93, cuyo efecto o presión de carga se atenúa o disipa en función a la
profundidad del nivel superficial de la alcantarilla.
Las cargas de impacto se consideran variables en razón a la profundidad de
enterramiento de las alcantarillas, conforme lo señalan las vigentes normas
AASHTO-LRFD.
Para el caso de las presiones laterales del terreno sobre la estructura, se aplica el
coeficiente de reposo Ko por las condiciones de rigidez del marco con
desplazamiento restringido.
Los efectos de sub-presión han sido desestimados, ya que no se ha encontrado
napa freática en los niveles de diseño.
Asimismo, en el análisis se ha considerado la aplicación del método de fundación
elástica, con constante elástica K, en función al coeficiente de balasto Ks de terreno
de fundación.

13. Las combinaciones de carga empleadas han tomado en cuenta la fórmula:
Q = niqi
Conforme se detalla para cada caso.
Al respecto se ha empleado hoja de cálculo en Excel, que señala detalladamente el
Análisis de Muros de Concreto Armado en Voladizo siguiendo las recomendaciones
de las vigentes normas AASHTO-LRFD.
El ingreso de datos y los resultados pertinentes se anexan al presente informe.

14.  
Diseño Estructural Alcantarilla Sección Rectangular
TIPO MARCO DE 01 Celda de 4.00 x 3.00 m hr= 1.80 m
Cota 1
H
Cota 2
Cota 4
e1
L2
Cota 3
e2
e3 L1 e3
I.- Datos de diseño
Espesor mínimo de la losa
h = 1.2* S + 3000

30

h=
h asumido =
280.00 mm
0.40 m
Altura de relleno H
Altura de agua
Ancho interior de Alcantarilla (L 1 )
Altura interior de Alcantarilla (L2)
Espesor de losa superior (e1)
Espesor de losa de fondo (e2)
Espesor de muros (e3)
Peso Específico del Concreto
Peso Específico del Asfalto (γ w)
Espesor de carpeta asfáltica
1.65 m
0.00 m
4.00 m
3.05 m
0.40 m
0.40 m
0.40 m
2,400.00 kg/m3
2,250.00 kg/m3
0.050 m
Concreto (f'c)
Acero de refuerzo (f'y)
Tren de Carga
Peso Específico del Concreto
Peso Específico del Relleno (Ƴs)
Angulo efectivo de fricción del suelo (ф)
Presión Admisible Fundación
280.000 kg/cm2
4200.000 kg/cm2
HL-93
2400 kg/m3
1900 kg/m3
35 °
1.00 kg/cm2

15. II.- Cargas Actuantes de diseño
1.-Peso propio
2.-Presión vertical de relleno
3.-Presión horizontal del suelo
4.- Empuje sísmico del suelo-Mononobe Okabe
5.-Presión del agua
6.-Presión de relleno debido a la Sobrecarga
7.-Sobrecarga de diseño vehicular
1.- Peso Propio (Metrado de cargas)
Altura de alcantarilla (L 2) 3.05 m
Peso de losa Superior (WDC1) 3,840.00 kg
Peso de losa de fondo (WDC2) 3,840.00 kg
Peso de muros (WDC3) 7,392.00 kg
Peso de la Estructura 15,072.00 kg
Peso del agua (WA) 12,200.00 Kg
Peso del asfalto (DW) 112.50 Kg/m
2.- Presión vertical de relleno
Presión vertical del relleno = WEV = Fe x Ƴs x 1.00 x H
Bc = L1 + 2e3
Factor de interacción suelo - estructura Fe = 1 + 0.2 x H /Bc
Fe = 1.07
Presión vertical de relleno = WEV = 3,350.53 kg/m

16. 3.- Presión horizontal del suelo
Coeficiente del empuje lateral en reposo
0.426
Presión lateral del suelo WEH = Ko x Ƴs x H
altura de uña =
H1 =
H2 =
1.15
1.85 m
6.45 m
WEH1=
WEH2 =
1,498.88 Kg/m
5,225.82 Kg/m
4.- Empuje sísmico del suelo-Mononobe Okabe
Empuje lateral del suelo P =
1
K 2
AE
2
AE R
γ H (1 −KV
)
Donde:
K
AE
=
cos2 (φ−θ−β)
cosθcos βcos
2 (δ +β+θ)

1+
sen
(φ+δ)sen
(φ− −ι)2
 cos(δ+β+θ)cos(ι −β) 

θ = arctan
 k 
h
1 − k v 

β =
Ф =
Ɵ =
δ= 2/3 Ф =
i =
0.00
35.00
14.83
23.33
0.00
grados
grados
grados
grados
grados
pendiente de pantalla con vertical
ángulo de fricción del terreno
ángulo de fricción entre terreno y muro
pendiente del relleno
Datos de Sismo
Coef h =
Coef v =
0.2250
0.1500
Zona sísmica 4 , Z = 0.45
γ R =
Ɵ =
K AE =
H =
1.90
14.83
0.447
4.60
Ton/m 3
grados
coeficiente de empuje activo sísmico
m, altura total del muro
Ka =
ΔK AE =
0.271
0.176
coeficiente de empuje activo
ΔP AE = 1.54 Ton/m
4.- Presión de la faja con material
Presión de la estructura sobre fondo
W sup. = 0.00 Kg/m
W inf. = 210.00 Kg/m
Sobrecarga peatonal y equipos
W = 500.00 Kg/m

17. Tandem de diseño
El tándem de diseño consistirá en un conjunto de dos ejes, cada uno
con una carga de 25 Kips (11,4 t), espaciados a 1,20 m. La distancia
entre las ruedas de cada eje, en dirección transversal, será de 1,80 m
11.40 t 11.40 t
1.20 m
figura 2. Características Tandem de Diseño
6.2.- Carga de carril de diseño
Se considerará una sobrecarga de 9,3 kN/m (954 kgf/m), uniformemente distribuida en dirección longitudinal sobre
aquellas porciones del puente en las que produzca un efecto desfavorable. Se supondrá que esta sobrecarga se
distribuye uniformemente sobre un ancho de 3,00 m en dirección transversal. Esta sobrecarga se aplicará también
sobre aquellas zonas donde se ubique el camión o el tándem de diseño. No se considerarán efectos dinámicos para
esta sobrecarga. Según AASHTO las alcantarillas no son analizadas con la sobrecarga de carril para luces
menores a 4.60m.
6.3.- Impacto
Para estructuras enterradas el coeficiente de amplificación dinámica se tomará como:
1850.00 mm
7.97%

18. Si la altura de relleno 0.60<hs < 2.40 m; considerar los efectos de la sobrecarga de la siguiente manera:
La sobrecarga se considerará distribuida sobre un área de contacto:
6.4.- Carga de camión una vía cargada
AASHTO LRFD (3.6.1.2.6) L = 2.38 m
AASHTO LRFD (3.6.1.2.6) W = 4.47 m
FACTOR MULTIPRESENCIA = 1.2 UN CARRIL CARGADO
1,368.82 Kg/m2

19. 6.5.- Carga de tandem una vía cargada
AASHTO LRFD (3.6.1.2.6) L = 3.60 m
AASHTO LRFD (3.6.1.2.6) W = 4.47 m
1,418.46 Kg/m2
Ws/c para diseño = 1,418.46 Kg/m2
1,837.81 Kg/m2

20. III.- Evaluación de la rigidez del resorte
N° divisiones = 10
S = 0.44 m Ka = Kr x A
A = 0.44 m2 Kr = 3.10 Kg/cm3 Módulo de reacción del suelo
Ka = 13,640.00 Kg/cm
Kai = 1364.00 Ton/m INTERIOR
Kae = 682.00 Ton/m EXTERIOR
IV.- ESPECIFICACIONES DE DISEÑO
Combinaciones de carga a emplear : ( AASHTO - LRFD - Manual de Puentes 2016 - art. 2.3.2.2, art. 2.4.5.2)
FACTORES DE CARGA
Cargas Resistencia I Servicio I
Ƴ max Ƴ min
DC 1.25 0.90 1.00
EH 1.35 0.50 1.00
EV 1.30 0.90 1.00
DW 1.50 0.65 1.00
ES 1.50 0.75 1.00
LL 1.75 0.00 1.00
LS 1.75 0.00 1.00
IM 1.75 0.00 1.00
WA 1.00 1.00 1.00
Fuente : Tabla 2.4.5.3.1-2 Factores de carga para cargas permanentes,Manual de Puentes 2016
Factores de resistencia
MATERIAL TIPO DERESISTENCIA FACTOR DERESISTENCIA
Acero
estructural
Para flexión f = 1.00
Para corte v= 1.00
Para compresión axial c = 0.90
Concreto
armado
Para tensión controlada  = 0.90
Para corte y torsión  = 0.90
Para compresión controlada  = 0.75
ECUACION DE DISEÑO METODO LRFD : n ∑ γi φi ≤ Rn = Rr
n = nD nR nI > 0.95
n = factor que relaciona a la ductilidad, redundancia e importancia operativa
γi = factor de carga se aplica a los efectos de fuerza
φi = efectos de fuerza
Rn = resistencia nominal
Rr = resistencia factorizada
nD = 1 factor que se refiere a la ductilidad como se especifica en art. 2.3.2.3 manual de diseño de puentes 2016
nR = 1 factor que se refiere a la redundancia como se especifica en art. 2.3.2.4 manual de diseño de puentes 2016
nI = 1 factor que se refiere a la importancia operacional como se especifica en art. 2.3.2.5 manual de diseño de puentes 2016
n = 1

21. DIAGRAMA DE ENVOLVENTE CORTANTE Y MOMENTO FLECTOR LOSA DE TECHO (TABLERO)
DIAGRAMA DE ENVOLVENTE CORTANTE Y MOMENTO FLECTOR EN MURO LATERAL

22. DIAGRAMA DE ENVOLVENTE de MOMENTO FLECTOR EN LOSA DE FONDO
DIAGRAMA DE ENVOLVENTE de CORTANTE EN LOSA DE FONDO

23. VERIFICACION DE PRESIONES EN EL SUELO
Por Servicio I
R total = 42.45 Ton
Ancho por 1 m = 4.80 m2
Presión máxima = 0.88 Kg/cm2 < 1.50 Kg/cm2 capacidad portante del terreno
Por Resistencia I
R total = 58.54 Ton
Ancho por 1 m = 4.80 m2
Presión máxima = 1.22 Kg/cm2 < 1.50 Kg/cm2 capacidad portante del terreno

24. a =
35.21 cm
1.21 cm
6.88 cm2
35.21 cm
1.60 cm
9.05 cm2
35.21 cm
1.21 cm
6.88 cm2
Acero colocado
mm2
423
Asd =
Acero colocado
30.00 cm
@
1/2
Asd =
Esfuerzo de fluencia del acero de refuerzo MPa
fy =
Área de la sección mm2
Ag =
Donde
en cara superior
3.57 cm2
Ast =
7.14 cm2
Ast =
según AASHTO 5.10.8
714.29 mm2
=
5 Ag / fy
As  0.7
Refuerzo por temperatura en la cara superior
30.00 cm
Ø 1/2" @
2.50 cm2
Ast =
%
27.67
Usar =
%
27.67
porcentaje =
Refuerzo transversal en la cara inferior
22.50 cm
20.00 cm
22.50 cm
Usar @
Ø 5/8"
Ø 5/8"
Ø 5/8"
24.22 cm
21.99 cm
24.22 cm
@
Ø 5/8"
Ø 5/8"
Ø 5/8"
Elección
8.22 cm2
9.05 cm2
8.22 cm2
Usar As =
As =
d =
b =
9.00 Ton-m 11.77 Ton-m 9.00 Ton-m
100.00 cm 100.00 cm 100.00 cm
Mu =
18.50 Ton
18.50 Ton
Vu =
(-) derecha
(+) centro
(-) izquierda
15.00 cm
Ø 1/2" @
Elección
Requerido por agrietamiento
8.22 cm2
As =
1.45 cm
a =
35.21 cm
d =
100.00 cm
b =
10.71 Ton-m
Mmin =
10.71 Ton-m
1.2 Mcr =
Momento mínimo
533333 cm4
Ig =
Momento de Inercia de la sección
33 Kg/cm2
ftr =
Esfuerzo de tracción por flexión
Refuerzo mínimo
h =
Espesor de la losa
ri =
Recubrimeinto inferior
Ø =
Ø longitudinal de la losa
fy =
Esfuerzo de fluencia del acero
280 Kg/cm2
4200 Kg/cm2
1.59 cm
4.00 cm
40.00 cm
f'c =
Esfuerzo de compresión
Datos del diseño
5.1.- DISEÑO DEL TABLERO
V.- DISEÑO DE ELEMENTOS A FLEXIÓN

25. Verificación por corte
Para losas de alcantarilla tipo cajón debajo de 0.60 m. a más de relleno, la resistencia al corte se puede calcular como:
AASHTO 5.14.5.3-1
Vu = 18.50 Ton
9.00 Ton-m
Vc = 35.78 Ton Mu =
As = 821.64 mm2
Pero no debe ser mayor a Vc = 63.11 Ton
Ф Vc = 32.20 Ton > 18.50 Ton OK CUMPLE
5.2.- DISEÑO DE LOS MUROS LATERALES
Datos del diseño
Esfuerzo de compresión f'c = 280 Kg/cm2
4200 Kg/cm2
1.59 cm
4.00 cm
40.00 cm
Esfuerzo de fluencia del acero fy =
Ø longitudinal del muro Ø =
Recubrimiento ri =
Espesor del muro h =
Refuerzo mínimo
Esfuerzo de tracción por flexión ftr = 33 Kg/cm2
Momento de Inercia de la sección Ig = 533333 cm4
Momento mínimo 1.2 Mcr = 10.71 Ton-m
Mmin = 10.71 Ton-m
b = 100.00 cm
d = 35.21 cm
a = 1.45 cm
As = 8.22 cm2 Requerido por agrietamiento
Elección Ø 5/8" @ 22.50 cm
(-) izquierda (+) centro (-) derecha
Vu = 10.76 Ton 5.41 Ton
Mu = 14.40 Ton-m
100.00 cm
5.22 Ton-m
100.00 cm
9.00 Ton-m
100.00 cm
b =
d = 35.21 cm 35.21 cm 35.21 cm
a = 1.96 cm 0.70 cm 1.21 cm
As = 11.13 cm2 3.96 cm2 6.88 cm2
Usar As = 11.13 cm2 8.22 cm2 8.22 cm2
Elección Ø 5/8" Ø 5/8" Ø 5/8"
@ 17.88 cm 24.22 cm 24.22 cm
Ø 5/8" Ø 5/8" Ø 5/8"
Usar @ 17.50 cm 22.50 cm 22.50 cm

26. Refuerzo horizontal del muro
Se considerará a cada lado del muro el refuerzo por contracción y temperatura
As  0.75 Ag / fy = 714.29 mm2 según AASHTO 5.10.8
Ast = 7.14 cm2
Ast = 3.57 cm2
Donde
Ag = Área de la sección mm2
fy = Esfuerzo de fluencia del acero de refuerzo MPa
Asd = 1/2 @ 30.00 cm Acero colocado
Asd = 423 mm2
Acero colocado
Verificación por corte
AASHTO 5.14.5.3-1
Vu = 10.76 Ton
14.40 Ton-m
Vc = 34.54 Ton Mu =
As = 821.64 mm2
Pero no debe ser mayor a Vc = 63.11 Ton
Ф Vc = 31.09 Ton > 10.76 Ton OK CUMPLE
5.3.- DISEÑO DE LA CIMENTACION
Datos del diseño
Esfuerzo de compresión f'c = 280 Kg/cm2
4200 Kg/cm2
1.59 cm
4.00 cm
6.00 cm
40.00 cm
Esfuerzo de fluencia del acero fy =
Ø longitudinal de la losa Ø =
Recubrimiento cara interior ri =
Recubrimiento cara exterior ri =
Espesor de la losa h =
Refuerzo mínimo
Esfuerzo de tracción por flexión ftr = 33 Kg/cm2
Momento de Inercia de la sección Ig = 533333 cm4
Momento mínimo 1.2 Mcr = 10.71 Ton-m
Mmin = 10.71 Ton-m
b = 100.00 cm
d = 33.21 cm
a = 1.54 cm
As = 8.73 cm2 Requerido por agrietamiento
Elección Ø 1/2" @ 15.00 cm

27. Cara inferior Cara superior Cara inferior
(+ ) izquierda (-) centro (+ ) derecha
Vu = 21.42 Ton 21.42 Ton
Mu = 9.45 Ton-m
100.00 cm
13.94 Ton-m
100.00 cm
9.45 Ton-m
100.00 cm
b =
d = 33.21 cm 35.21 cm 33.21 cm
a = 1.36 cm 1.90 cm 1.36 cm
As = 7.69 cm2 10.77 cm2 7.69 cm2
Usar As = 8.73 cm2 10.77 cm2 8.73 cm2
Elección Ø 5/8" Ø 5/8" Ø 5/8"
@ 22.78 cm 18.49 cm 22.78 cm
Ø 5/8" Ø 5/8" Ø 5/8"
Usar @ 22.50 cm 17.50 cm 22.50 cm
Refuerzo horizontal de cimentación de alcantarilla
As  0.75 Ag / fy = 714.29 mm2 según AASHTO 5.10.8
Ast = 7.14 cm2
Ast = 3.57 cm2 en cara superior
Donde
Ag = Área de la sección mm2
fy = Esfuerzo de fluencia del acero de refuerzo MPa
Asd = 1/2 @ 30.00 cm Acero colocado
Asd = 423 mm2
Acero colocado
Verificación por corte
Para losas de alcantarilla tipo cajón debajo de 0.60 m. a más de relleno, la resistencia al corte se puede calcular como:
AASHTO 5.14.5.3-1
Vu = 21.42 Ton
9.45 Ton-m
Vc = 34.06 Ton Mu =
As = 873.47 mm2
Pero no debe ser mayor a Vc = 59.53 Ton
Ф Vc = 30.66 Ton > 21.42 Ton OK CUMPLE

28. 6. MONITOREO DE OBRA DE ARTE.
El monitoreo de las obras de arte deberá ser permanente durante las operaciones
de cosecha, raleos, operaciones de incendios (emergencias) y/o transportes, ya que
dependerán de su funcionamiento una mejor condición del camino ya sea para la
operación productiva como para la protección del suelo y agua por donde está
construido.
De este modo este monitoreo debe ser realizado por cualquier supervisor de faenas
y/o cuadrillas de caminos, quienes deberán informar de la condición deficiente de las
obras de arte para su reparación inmediata.
Este chequeo, monitoreo o revisión del camino y sus obras de arte, se debe
focalizar al menos en los siguientes elementos:
✓ Revisar que las alcantarillas estén evacuando el agua de las cunetas de forma
expedita.
✓ Revisar y limpiar las cunetas de los caminos con el objeto de extraer el agua
desde la carpeta.
✓ Revisar la funcionalidad y reparar todos aquellos disipadores de salida de las
alcantarillas que no estén cumpliendo el objetivo para el cual fueron
emplazados. En caso de que falten algunos estos deberán ser construidos.
✓ Revisar y realizar las obras necesarias para evacuar las aguas que se
encuentren retenidas. Estas deberán ser evacuadas asegurando que esta obra
de mejora sea permanente en el tiempo.
7. CONCLUSIONES.
Las obras de arte para drenaje de aguas superficiales tienen el propósito de
proteger a la carretera de las aguas, alejándoles de esta evitando su influencia
negativa en la estabilidad de su estructura y en las condiciones de transitabilidad.
Cuando se determine las dimensiones de las obras de drenaje se debe hacer con
profesionalismo para evitar que este falle determinándose en base a cálculos
hidráulicos, tomando como base la información pluviométrica disponible.

29. 8. RECOMENDACIONES.
Al diseñar las obras de arte se debe tener en cuenta el momento crítico que estos
van a cumplir tal función, para no cometer el error de construir estas y que en un
determinado momento especialmente en tiempo de invierno se inunden y no
cumplan la función para la que fueron hechas, tomando como base la información
pluviométrica disponible complementando estos datos con las recomendaciones de
los lugareños que conocen el comportamiento de los fenómenos naturales en estas
zonas.
Es necesario hacer un mantenimiento rutinario de estas obras para alargar el tiempo
de vida útil.
Cuando se realizan obras en pueblos alejados, debemos tener mucho cuidado con
el impacto ambiental, con su flora y fauna respetando costumbres y cultura.
Por último, nunca se debe olvidar que la productividad va de la mano con la
seguridad.
9. REFERENCIAS.
➢ (N.d.-b). Gob.Pe. Retrieved January 24, 2022, from
http://gis.proviasnac.gob.pe/expedientes/2017/LP_02_2017/08%20Memoria%20Des
criptiva%20Estructuras%20y%20Obras%20de%20Arte.pdf
➢ Obras DE Arte En Carreteras. (n.d.). Baixardoc.Com. Retrieved January 24, 2022,
from https://baixardoc.com/documents/obras-de-arte-en-carreteras-5c74506256fe6
10.ANEXOS.
Dirigirse al plano adjunto y visualizar dimensiones, secciones de corte y detalles del
diseño de alcantarilla tipo marco.