DRENAJE:

Es un conjunto de obras que tienen por objeto en primer término reducir al máximo posible la cantidad de agua que de una forma u
otra llega al camino, y en Segundo termino dar salida rápida al agua que llegue a él.
Para que el camino tenga un buen drenaje debe evitarse que el agua circule en cantidades excesivas por el mismo destruyendo el
pavimento y originando la formación de baches, así como también que el agua que debe escurrir por las cunetas se estanque y
reblandezca las terracerías originando perdidas de estabilidad de las mismas con sus consiguientes asentamientos perjudiciales. Debe
evitarse también que los cortes, formados por materiales de mala calidad se saturen de agua con peligro de derrumbes o
deslizamientos según el tipo de material de corte y debe evitarse además que el agua subterránea reblandezca la subrasante con su
consiguiente peligro.
Como puede observarse el prever un buen drenaje es uno de los factores más importantes en el proyecto de un camino y por lo tanto
debe preverse desde su localización, tratando de alojar siempre el camino sobre suelos estables, permanentemente y naturalmente
drenado. Sin embargo a la necesidad de un alineamiento determinado, el camino puede atravesar suelos variables, obligando a la
construcción de obras de drenaje de acuerdo a las condiciones requeridas.
EL DRENAJE SE CLASIFICA COMO:
A) Drenaje superficial: se realiza cuando el agua escurre por la superficie de la carretera.
B) Drenaje Subterráneo: El que se filtra puede conducirse a base de escurrimientos invisibles llamado drenaje subterráneo y
puede ser de tal magnitud, como en los casos de drenaje superficial, el drenaje subterráneo consiste en proporcionar ductos
de drenaje adecuados para controlar el escurrimiento de esas aguas rápidamente.
El drenaje superficial se clasifica según la posición que las obras guardan con respecto al eje del camino en longitudinal y
transversal.
1) Drenaje Longitudinal: Lo forman aquellas obras que tienen por objeto captar los escurrimientos para evitar que
lleguen al camino o permanezcan en él, quedan comprendidas dentro de este grupo.
a) Cunetas
b) Contra cunetas
c) Bordos
d) Bordillos
e) Canales de encausamiento
2) Drenaje Transversal: Tienen por objeto dar paso libre al agua que cruza de un lado a otro del camino, o bien retirar
lo más pronto posible el agua de su corona. Dentro de este grupo quedan comprendidas las siguientes obras.
a) Alcantarillas de tubo de losa, bóvedas y cajones.
b) Bombeo
c) Bajadas
d) Lavaderos
e) Puentes.
OBRAS DE CAPTACION Y DEFENSA.
En el proyecto de drenaje superficial se debe buscar la manera de reducir al mismo el agua que afluye al camino mediante la captación
de la misma, por lo que nos referiremos a las obras de captación y defensa como son:
 Cunetas
 Contra cunetas
 Lavaderos
 Bombeo, etc.
CUNETAS: son zanjas que se hacen en ambos lados del camino con el propósito de recibir y conducir el agua pluvial de la mitad
del camino o de todo el camino en las curvas, el agua que escurre por los cortes y a veces la que escurre de pequeñas áreas adyacentes.
Cuando las cunetas pasan de corte a terraplén se prolongan a pie del terraplén dejando una berma convencional en dicho pie y el
borde de la cuneta para evitar que se remoje el terraplén y sufra con estos asentamientos.
Debido a que el área a drenar por las cunetas es relativamente pequeña, generalmente se proyectan para que de capacidad a fuertes
aguaceros de 10 a 20 minutos de duración. Se puede decir que se considera suficientemente seguro proyectar cada cuneta para que
tome el 80% de la precipitación pluvial que cae en la mitad del ancho total del derecho de vía. Las dimensiones, la pendiente y otras
características de las cunetas se determinan mediante el flujo que va a escurrir por las mismas. Las cunetas generalmente se
construyen sección triangular y su diseño se basa en los principios de flujo en canales abiertos, en un flujo uniforme, las relaciones
básicas se indican mediante la fórmula de manning.
En la mayoría de los casos se considera suficiente utilizar una sección transversal triangular de 33 cm de profundidad, un ancho de
un metro y taludes del lado de la corona 3:1 y del lado del corte, el que corresponda según el material que se encuentre. La longitud
de las cunetas no debe de exceder los 250 m. si sobrepasa esa longitud al captar y conducir el caudal de la cuneta aguas abajo fuera
del camino, también es necesario que en pendientes fuertes se proteja cuando su longitud sobrepase los 60m a partir de una cresta o
una alcantarilla.
Es recomendable utilizar una sección triangular ya que otro tipo de sección, sea rectangular o trapezoidal genera inseguridad y
molestia a los usuarios si caen en ella, de igual modo el mantenimiento en una sección triangular es más fácil realizarlo con equipo
mecánico.
Cuando se presentan cunetas en las que el material que lo forman es erosionable, es preciso reducir la velocidad que alcanza el agua
ya sea disminuyendo la pendiente, aumentando la sección o provocando caídas.
En la transición de las cunetas con obras de alivio es recomendable construir cajones de entrada con desarenador, ya que el agua de
la cuneta cae al cajón y antes de correr por la alcantarilla las salidas se depositan por sedimentación.
Es necesario proporcionar un mantenimiento adecuado a estas obras ya que el buen funcionamiento del camino depende en gran
medida de ellos.
CONTRACUNETAS: Son zanjas que se construyen aguas arriba de los ceros de los cortes y su finalidad es interceptar el agua que
escurre por las laderas y conducirla hacia una cañada inmediata o una parte baja del terreno; así se evita que al escurrir el agua por
los taludes los erosionen y aumente el caudal de las cunetas.
En su proyecto y construcción debe tomarse en cuenta los siguientes factores:
Deben construirse solo en aquellas zonas donde el escurrimiento sea transversal al camino y provenga de una cuneta grande de tal
manera que pudiera sobrepasar la capacidad de la cuneta. Para su localización y proyecto, son importantes la formación geológica,
la topografía la cobertura vegetal y el tipo de suelo.
La sección de las contra cunetas generalmente es de forma trapezoidal y a fin de asegurar su buen funcionamiento se ha establecido
que las dimensiones sean de 0.8 metros en la plantilla y 0.5 metros de profundidad. El talud de aguas abajo será suficiente para que
no se derrumbe, mientras que el de aguas arriba debe ser igual o mayor para que no se erosionen con el escurrimiento. El material
que se extraiga se colocara aguas abajo dejando una berma de 50 cms.
La distancia de las contra cunetas (en toda su longitud) al borde del corte será como mínimo de 5 metros o igual a la altura del corte
si este es mayor la pendiente longitudinal debe ser uniforme desde el punto de partida hasta su desfogue para evitar los trastornos
que se producen en los cambios de pendiente como socavación azolve.
Es precisa que esa pendiente no pase de cierto valor máximo, limitado por la velocidad de socavación en el material de que se trate
y que se indicó en el inciso de las cunetas.
En cuanto al desfogue, cuando se tenga un desnivel importante, al llegar a la cañada u hondonada, a pesar de contar con una pendiente
máxima compatible con el tipo de terreno, se hará una caída rápida p[ara proteger el terreno natural cuando sea necesario, con sopeado
o un revestimiento de concreto. Cuando las ramas de la contra cuneta se aleje lo suficiente del camino, se dará salida libre al agua.
Cuando exista la posibilidad de falla de talud para la contra cuneta y el tipo de material, será conveniente impermeabilizar el canal
con el procedimiento más económico o bien sustituirlo con un bordo formado con material de préstamo en donde no afecte el camino;
el bordo tendrá una pendiente longitudinal adecuada.
BOMBEO: se conoce como al a forma que se le da a la sección del camino para evitar que el agua de lluvia se estanque y por lo
tanto ocasione trastornos al tránsito e infiltración a las terracerías, que provocan saturaciones en las mismas, reblandecimiento del
terreno y finalmente destrucción del camino, sirve también para evitar que el agua corra longitudinalmente por el camino y lo
erosione.
El bombeo depende no solo de la precipitación pluvial, sino de la clase de superficie del camino ya que una superficie dura y tersa
requiere menos bombeo que una rugosa y falta de compactación.
Al proyectar el bombeo debe tomarse en cuenta la comodidad de los usuarios del mismo, puesto que un camino con bombeo
exagerado provoca que él os conductores prefieran circular por el centro del camino, en lugar de conservar su vía de circulación. Un
bombeo bien proyectado combina las comodidades del tránsito y las necesidades del drenaje.
En México la SCT recomienda un bombeo hasta del 2% en caminos tipo A, B, C y un bombeo hasta el 3% en caminos D y E.
LAVADEROS Y VERTEDEROS: El desfogue de una corriente de agua (como en el caso de alcantarillas de alivio)puede hacerse
con un lavadero o vertedero, el cual no es más que una cubierta o delantal de mampostería o de concreto o de piedra acomodada
simplemente, por donde se encauza el agua de los taludes o terraplenes, o en un terreno muy erosionable, hasta llevarla a lugares
donde la erosión no pueda llegar a afectar el camino en forma alguna cuando se construyan en terrenos inclinados es necesario
anclarlas con dentellones para evitar que resbalen. Las dimensiones y forma de los lavaderos quedan a criterio del proyectista.
CANALES EN : En terrenos sensiblemente planos en los cuales el escurrimiento es de tipo torrencial y no existe un cause bien
definido, es necesario construir canales que intercepten el agua antes de que esta llegue al camino y la conduzcan a sitios elegidos
con anticipación, en las que se pueda construir una obra transversal y efectuar el cruzamiento. Por lo anterior estos canales se
construyen a cierta distancia del camino para evitar que haya saturación de agua. Si el material extraído al hacer estos canales tiene
la calidad adecuada, puede utilizarse en la construcción de canales. La pendiente del canal se proyecta con base a la descarga que se
efectuara en el sitio preestablecido y se evitara construir canales de salida de gran longitud.
BORDOS EN EL CAMINO: en algunos casos como en los caminos en terreno desértico o bien en zonas bajas es necesario encausar
el agua para no construir un gran número de alcantarillas de escaso gasto o bien porque la lámina de agua es muy extensa sin causes
definidos.
El encausamiento se hace mediante bordo de tierra zampeados o no, de acuerdo con el gasto, tirante o velocidad del agua.
OBRAS DE CRUCE: Cuando no puede eliminarse el agua e inevitablemente tiene que cruzar el camino, debe encausarse en tal
forma que el paso de los vehículos pueda ser permanente por el camino o quede interrumpido solamente en lagunas ocasiones durante
el año.
Los principales cruces de agua lo constituyen las alcantarillas y los puentes.
No hay distancia precisa ni matemática entre alcantarillas y puente, en la práctica común a estructuras de claro menor a 6 metros o
mayor pero que cuente con colchón de tierra como las alcantarillas de bóveda, se les denomina alcantarillas y puente a los de claro
mayor a 6 metros y que no cuenten con colchón, en lo que se refiere al estudio de campo, tienen grandes puntos comunes pero no así
en su proyecto detallado.
Una alcantarilla consta de 2 partes:
EL CAÑON: Forma el canal de la alcantarilla y es la parte principal de la estructura.
LOS MUROS DE CABEZA: sirven para impedir la erosión alrededor del cañón, para guiar la corriente y evitar que el terraplén
invada el canal.
Los puntos principales que deben considerarse en la elección y proyecto de una obra de drenaje son:
1. LOCALIZACION DEL EJE DE LA OBRA
2. AREA POR DRENAR
3. AREA HIDRAULICA NECESARIA
4. ELECCION DEL TIPO DE OBRA.
LOCALIZACION DE LAS ALCANTARILLAS: Este es uno de los puntos más importantes y en que se debe tener mayor atención,
ya que una mala localización puede provocar la falladle la obra aunque esta haya sido bien proyectada, es el caso de las alcantarillas
estas se colocan generalmente en el fondo de los causes que desaguan.
La localización del eje de la obra deberá hacerse de preferencia siguiendo el cauce de los escurrimientos y siempre y cuando la forma
del mismo y su pendiente longitudinal lo permitan tomando en cuenta que la pendiente está limitada de la manera siguiente:
Para losas y cajones de 0 a 12%, Bóvedas 0 a 20% pudiendo incrementarse hasta un 25% siempre y cuando el cimiento sea escalonado
en tubos varia de 0 a 45% a partir de 30% se pondrán muros de anclaje por lo menos cada 5 o 10m.; estas pendientes son máximas.
En los casos en que las necesidades obliguen a incrementar la pendiente ya que por ser de concreto el revenimiento lo impide.
Resulta de primordial importancia que al ubicar el eje de una obra de drenaje, la entrada se localice exactamente dentro del cauce del
escurrimiento para garantizar la buena captación del agua y el buen funcionamiento hidráulico de la obra; así mismo siempre deben
evitarse las canalizaciones a la entrada de las obras, los cambios bruscos de pendiente entre el fondo de los escurrimientos y el cauce
de la obra y por último los cambios fuertes de dirección entre el cauce natural y el eje de la obra.
DIRECCION DEL CRUCE: Deberá procurarse hasta donde sea posible que los ejes para apoyar los proyectos de las obras sean
normales o radiales al eje del camino, ya sea que este localizado en tangente o en curva respectivamente, cuando la dirección del
escurrimiento no permita trazarlo en esa forma tendrá que esviajarse de acuerdo al eje del escurrimiento, se entiende por esviaje el
ángulo que forma el eje der la obra con una norma o radial al eje del camino, dicho esviaje podrá ser derecho o izquierdo, según se
encuentre desplazado respecto a esa norma o radial: el ángulo de esviaje debe variar de 10° a 45°. Sin embargo se permiten esviajes
menores a 10° y mayores de 45°en casos que por condiciones muy especiales se justifiquen.
OBSTACULOS: los obstáculos que se presentan y que para los cuales será necesario proyectar este tipo de obras son:
1. ARROYOS
2. CAÑADAS PROFUNDAS
3. ONDONADAS
4. PUNTOS BAJOS DEL PERFIL
5. ALCANTARILLASDE ALIVIO DE LAS CUNETAS
6. ZANJAS DE RIEGO
AREA HIDRAULICA: por comparación se aplica en los casos en los que se trata de construir una nueva alcantarilla en un lugar en
donde ya hay otra, o cerca de una alcantarilla existente en el mismo arroyo. Este procedimiento es aplicable cuando las huellas de
las altas aguas en la alcantarilla existente sean claras o cuando se puedan obtener datos verídicos de los vecinos del lugar relativos al
nivel más alto alcanzado por el agua durante un periodo no menor de 10 años.
Cuando la nueva obra se localice aguas arriba no es necesario incrementar el área hidráulica para permitir el paso del agua acumulada
entre los dos cuerpos y además considerar las obras complementarias para los encausamientos que así lo requieran.
METODO EMPIRICO: se aplica en casos donde nunca ha existido una alcantarilla y no hay datos respecto al gasto máximo del
arroyo, ni datos de la precipitación pluvial, existen varias fórmulas empíricas para determinar el gasto en corrientes de diferentes
condiciones hidráulicas, algunos de estas muy elaboradas, pero en la práctica y debido a la magnitud de los gastos que se manejan
se considera suficiente utilizar la fórmula de talbo, que se ha empleado hasta la fecha con buenos resultados, esta se expresa de la
siguiente forma.
METODO DE SECCION Y PENDIENTE: Este es aplicable cuando se trata de causes bien definidos y secciones más o menos
regulares.
Será necesario que en el campo se haga el levantamiento lo más cuidadoso, tanto en el perfil del cauce como en las secciones
transversales, se obtendrán cuando menos 3 secciones, una aguas arriba mínimo a 50 metros del cruce con el trazo del camino, otra
aguas abajo a la misma distancia y la más importante en el cruce con el trazo.
En cada una de las secciones levantadas en el campo se tomaran las lecturas del nivel de aguas máximas extraordinarias, pero con
buen criterio y cuidado para tener fidedignos de los escurrimientos.
Con las secciones obtenidas se calcula el área promedio se obtiene la pendiente media entre las dos secciones más alejadas,
considerando el material en las paredes del escurrimiento se determina el coeficiente de rugosidad de manning, con esto se aplica la
fórmula de manning y la formula de continuidad para conocer la velocidad y el gasto respectivamente.
METODO RACIONAL: Este método permite determinar los gastos máximos en cuencas pequeñas como en el caso de las
alcantarillas u obras de drenaje superficial en vías de comunicación.