Si usted es ingeniero civil o está involucrado en construcción de carreterasDebe saber que un buen drenaje es fundamental para la durabilidad de una carretera. Sin embargo, diseñar un sistema de drenaje adecuado para equilibrar las condiciones del suelo y el flujo de agua puede resultar complicado.
Hoy explorará todos los tipos populares de drenaje vial y sus principios de diseño. También le explicaremos por qué todo proyecto vial exitoso depende de ellos.
Tipos de sistemas de drenaje o métodos de drenaje de carreteras
1. Drenaje superficial
- Drenajes cerrados
Los desagües cerrados son conductos subterráneos que extraen el exceso de agua de la superficie y la drenan. No son visibles como los desagües abiertos y se pueden fabricar con diferentes materiales, como tuberías de hormigón, PVC y arcilla.
El agua puede entrar en estos desagües cerrados a través de entradas, sumideros y otros canales construidos en la superficie de la carretera para canalizar el agua hacia estos desagües. Las tuberías de aguas pluviales, los sistemas de drenaje de bordillos y los sistemas de cunetas en las carreteras principales son ejemplos de desagües cerrados.
- Zanjas/desagües abiertos
Los drenajes abiertos suelen construirse a los lados de la carretera para drenar el exceso de agua de la superficie. Pueden construirse en forma de V, rectangular o trapezoidal. Estas zanjas abiertas no tienen revestimiento en las zonas rurales, pero en las zonas urbanas se puede usar piedra, césped u hormigón para prevenir la erosión.
Los drenajes abiertos son rentables, recargan el suelo con agua y ofrecen soluciones sencillas para la evacuación de aguas superficiales. Sin embargo, en zonas urbanas, el terreno sobrante supone un problema para la construcción de estos drenajes abiertos.
- Desagües laterales
Los desagües laterales a menudo se mezclan con el desagüe abierto; sin embargo, los desagües laterales pueden ser canales abiertos o cerrados construidos en el borde de las carreteras para recolectar agua adicional y colocarla en las tuberías principales o drenarla.
Los desagües laterales corren paralelos a las carreteras y pueden cubrirse. Son populares en carreteras donde nieva con frecuencia, ya que pueden evacuar el exceso de agua en minutos. Generalmente, dirigen el agua a sumideros o la canalizan por tuberías pluviales para drenarla.
- Cuencas de captación
Los sumideros son estructuras de extracción de aguas superficiales que se instalan en carreteras, estacionamientos y otros lugares importantes para recolectar agua de lluvia y canalizarla hacia las tuberías subterráneas. Normalmente, los sumideros consisten en una entrada enrejada que recoge el agua de la superficie y luego una cuenca subterránea que la almacena temporalmente.
Por último, una tubería conecta el depósito con los desagües subterráneos. Los sumideros recogen eficazmente los residuos, las hojas y el agua, y la canalizan únicamente a las tuberías, evitando así obstrucciones.
- Entradas
Las entradas son pequeñas aberturas instaladas en la superficie para recoger el exceso de agua y dirigirla hacia los desagües pluviales o cualquier canal que se desee. Hay dos tipos principales de entradas: entradas enrejadas y entradas de acera.
Estas entradas son más pequeñas que los sumideros, por lo que no pueden eliminar los residuos del agua. Se instalan en la parte inferior, lo que facilita la entrada del agua y su drenaje directo a las tuberías pluviales o desagües subterráneos.
2. Drenaje subterráneo
- Drenaje de subrasante
Como su nombre indica, este tipo de drenajes se utilizan para proteger la capa de subrasante, que se encuentra debajo de la superficie de la carretera. Los drenajes de subrasante recogen el agua absorbida de la capa de subrasante y la evacuan a través de tuberías perforadas o zanjas rellenas de grava.
Cuando el exceso de agua se acumula en las carreteras, se absorbe en el suelo y se filtra a la subrasante, debilitando la estructura. Este sistema de drenaje de subrasante evita que el agua se filtre a la subrasante y evacua el exceso hacia los desagües principales.
- Zanjas de drenaje longitudinales
Estos drenajes subterráneos especializados se instalan a lo largo de los bordes de las carreteras. Cuando el agua se infiltra en la superficie de la carretera y causa daños, estas zanjas de drenaje acuden al rescate.
Las zanjas longitudinales corren paralelas a las carreteras y se rellenan con tuberías perforadas o grava, lo que permite que el exceso de agua se drene hacia los sistemas principales. Por lo general, estos drenajes son poco profundos y estrechos, y su función es proteger las carreteras de la erosión.
- Tuberías subterráneas
Estas tuberías se instalan bajo la superficie para recoger el exceso de agua de la subrasante y dirigirla al sistema de drenaje. Las tuberías subterráneas suelen estar perforadas, de modo que el agua pueda entrar a través de estos poros y evitar la acumulación de agua en el suelo.
Los materiales utilizados en la construcción de tuberías subterráneas son PVC, acero corrugado, HDPE y hormigón. Generalmente, las tuberías están recubiertas de grava o áridos, lo que evita la entrada de residuos.
- Drenajes interceptores
Los drenajes interceptores se instalan para interceptar el flujo de agua y canalizarlo hacia el sistema de drenaje principal. Este sistema suele ubicarse en el terraplén o a lo largo del perímetro de la carretera. Estos drenajes se instalan para proteger la superficie de la carretera de daños.
Resultan eficaces en zonas montañosas, donde el agua proviene de las montañas y el exceso se intercepta mediante este sistema de drenaje. El agua se canaliza mediante tuberías perforadas hasta el sistema de drenaje principal, evitando así filtraciones en el suelo.
3. Drenaje de pendientes
El drenaje de pendientes es un sistema beneficioso para gestionar el flujo de agua proveniente de grandes altitudes y, además, previene deslizamientos de tierra en la superficie de la carretera. Este sistema de drenaje se complementa con diferentes sistemas de drenaje, conformando un sistema combinado eficaz.
- Drenajes de pendiente superficial
En este tipo de pendiente, el agua se dirige a los desagües abiertos, ubicados en la base de la pendiente. Estos desagües abiertos conducen el agua a los desagües pluviales o alcantarillas.
- Alcantarillas y sistemas de tuberías
Se instalan alcantarillas bajo los taludes para drenar el exceso de agua bajo la superficie de la carretera. También se utilizan tuberías perforadas para absorber el agua de la subrasante y, finalmente, drenarla al sistema principal.
- Drenajes franceses
En este sistema, se construyen zanjas bajo la cimentación del talud para interceptar el agua y conducirla hacia la corriente principal. La zanja debe rellenarse con grava o tuberías perforadas y protege el subsuelo.
- Técnicas de estabilización de taludes
Las técnicas más modernas, como el clavado de tierra y los geotextiles, se aplican en pendientes más pronunciadas. Este sistema se puede combinar con tuberías de drenaje para gestionar el agua eficazmente y drenarla eficazmente.
4. Sistema de drenaje cruzado
Un sistema de drenaje transversal está diseñado para gestionar el flujo de agua, como el de un río, canal o aguas pluviales, que intersecta la vía. Si una carretera cruza un curso de agua natural, se debe instalar un sistema de drenaje para gestionarlo. Se instalan diferentes tipos de sistemas de drenaje transversal para gestionar el agua.
- Alcantarillas
Las alcantarillas son vías subterráneas que permiten el paso del agua sin perturbaciones. Tienen forma de túnel y pueden estar hechas de hormigón, plástico o cualquier otro material sólido. Pueden ser de dos tipos: alcantarillas tubulares y alcantarillas de cajón.
- Puentes
Los puentes se construyen donde el caudal es mayor y es necesario construir una carretera. Permiten un flujo de agua sin obstáculos.
- Cruce de Ford
Generalmente se construye sobre el agua, donde el nivel del agua es bajo y es fácil cruzar. Los vehículos pueden pasar fácilmente por la zona debido al bajo nivel del agua.
- Desagües de aguas pluviales
Como su nombre lo indica, estos drenajes están diseñados para manejar el agua en caso de lluvia o inundaciones. Se utilizan para controlar el exceso de agua y evitar daños en las carreteras.
5. Sistemas de bajantes y canaletas
Es una forma eficaz de gestionar el agua de lluvia y drenarla de los techos hacia los sistemas de drenaje. Las canaletas se instalan en los bordes del techo para recoger el agua de lluvia y dirigirla hacia el bajante.
El bajante se conecta al sistema de canaletas inferior y canaliza el agua hacia el sistema de desagüe principal. Protege el techo de cualquier daño o erosión causados por la acumulación excesiva de agua.
6. Drenaje lateral
El término "drenaje lateral" generalmente se refiere al sistema de drenaje junto a la carretera. Puede ser de varios tipos, como drenajes abiertos, zanjas, alcantarillas laterales, cunetas y drenajes ranurados, que permiten evacuar el agua de la superficie de la carretera y prevenir la erosión.
Requisitos del sistema de drenaje de carreteras
Terreno adyacente
Los terrenos adyacentes son muy importantes para el diseño del sistema de drenaje de las carreteras. Se debe considerar el tipo de terreno adyacente, ya sea una zona montañosa, terreno agrícola o un río paralelo. Según el área adyacente, se puede seleccionar el sistema de drenaje para la carretera que aumente su vida útil.
Comba
Es un término técnico que se refiere al ángulo natural de la carretera que evita la acumulación de agua en el centro y dirige el exceso hacia los bordes. Se recomienda considerar un rango de inclinación entre 2% y 4%. El rango máximo se adopta en zonas con lluvias intensas.
Obras de drenaje transversal
El drenaje transversal también es un factor importante para mantener la carretera en su estado original. El agua no debe acumularse en la superficie de la carretera ni absorberse bajo ella.
Es necesario instalar un sistema de drenaje adecuado, que incluya alcantarillas, puentes y un cruce de vado para controlar el flujo de agua que intersecta la carretera.
Gradiente
Se trata de una pendiente longitudinal que facilita el acceso del agua a los puntos de drenaje. Normalmente, una pendiente de 0,5% a 1% es normal en carreteras. Una pendiente más pronunciada puede provocar erosión; por lo tanto, es importante respetar los límites.
Nivel de inundación más alto
Se deben considerar los niveles máximos de agua en las zonas propensas a inundaciones. El nivel de la carretera debe estar entre 600 mm y 1 metro por encima del nivel máximo de inundación, para que el agua no toque la superficie de la carretera.
Interceptación de desagües
Este sistema de drenaje también se instala para interceptar el agua antes de que llegue a la superficie de la carretera y canalizarla a través de un sistema de drenaje adecuado. Es necesario considerar todos los factores para evaluar las necesidades de este sistema. Generalmente se ubican en los bordes de la carretera y alrededor de los terraplenes.
Desagües laterales
Los desagües laterales pueden ser zanjas abiertas o cerradas, según la necesidad y el caudal previsto. Los desagües laterales abiertos son comunes en zonas montañosas para recoger el exceso de agua de lluvia y drenarla al cauce principal.
Materiales utilizados en el drenaje de carreteras
- Tubos de hormigón
Las tuberías de hormigón se utilizan comúnmente en sistemas de drenaje vial. Soportan altas presiones de agua y generalmente se instalan como sistema de drenaje subterráneo para evacuar el agua de la subrasante. Estas tuberías también se utilizan como alcantarillas para canalizar el agua por debajo de las carreteras.
- Tubos de acero corrugado
Estas tuberías son ligeras en comparación con las de hormigón y fáciles de instalar. Normalmente, estas tuberías de acero corrugado se instalan como alcantarillas y desagües pluviales. Puede elegir estas tuberías por su resistencia y flexibilidad.
- Tubos de PVC
Es una ventaja de la tecnología moderna. Las tuberías de PVC ofrecen soluciones para múltiples sistemas de drenaje, incluyendo sistemas de drenaje subterráneo, alcantarillas y líneas de alcantarillado. Son fáciles de instalar y soportan altas presiones.
- Piedra y grava
Tanto la piedra como la grava son materiales ampliamente utilizados en los sistemas de drenaje vial. La grava se utiliza alrededor de las tuberías para filtrar el agua y evitar obstrucciones. Por otro lado, la piedra triturada se utiliza para controlar el flujo de agua. La grava se utiliza en drenajes franceses, zanjas y tuberías subterráneas.
Importancia del drenaje vial
Previene la acumulación de agua
Se instala un sistema de drenaje vial adecuado para evitar el exceso de agua en la superficie de la carretera en caso de lluvias intensas o cualquier otro imprevisto, como una inundación. El sistema de drenaje vial ayuda a evacuar el agua y a despejar la carretera rápidamente.
Detiene los daños a los cimientos de la carretera
El drenaje subterráneo de la carretera está diseñado específicamente para evitar daños a la cimentación. Impide la filtración de agua en el suelo y, por lo tanto, protege la cimentación.
Aumento de la resistencia de las carreteras
El agua erosiona y daña la superficie de la carretera, por lo que un buen sistema de drenaje puede prolongar su vida útil. Un buen sistema de drenaje garantiza una carretera más duradera.
Más seguridad
Una carretera con un sistema de drenaje bien instalado es más segura para los usuarios. El sistema de drenaje evacua rápidamente el agua y permite que la carretera sea segura y transitable en cualquier situación de emergencia.
Conclusión
Por lo tanto, el drenaje vial es fundamental para una infraestructura vial segura y sostenible. Debe analizar cuidadosamente el estado del suelo, la carga de tráfico y el clima de su sitio. Así, podrá tomar mejores decisiones sobre el tipo de sistema de drenaje que debería adoptar. También puede hablar con nuestros expertos para cualquier consulta y obtener asesoramiento profesional.
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