6.4. Sistema de Drenaje OJO

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Drenaje

6.4. SISTEMAS DE DRENAJE

6.4.1. INTRODUCCIN

Los caminos producen una alteracin en el drenaje natural, de forma particular en las laderas por las que discurren, e interceptan los cauces de agua; en esta misma lnea, la escorrenta superficial corta los caminos en forma de regueros de diferente caudal. Estas alteraciones requieren soluciones de drenaje diferentes; por un lado, ser necesario actuar sobre los puntos en los que se corta un dre-naje importante (cauce o arroyo) y, por otro, en aquellos en los que hay un cambio de sentido de la pendiente de la rasante.

El objetivo principal del drenaje de caminos es el de reducir o eliminar la energa generada por una corriente de agua y evitar la presencia de agua o humedad excesiva en la calzada, ya que sta puede repercutir negativamente en las propiedades mecnicas de los materiales con que fue constituida; esto hace que la previsin de un drenaje adecuado sea un aspecto vital para el diseo de caminos.

Muchos de los problemas asociados al drenaje pueden ser evitados a la hora de trazar y disear el ca-mino, por lo que resulta necesario incluir el sistema de drenaje durante la alineacin y planeamiento del mismo. Para que ste sea eficaz, durante su periodo de vida se debern satisfacer dos criterios fundamentales:

Se debe alterar lo menos posible la red de drenaje natural. Se debe drenar el agua superficial y subsuperficial del camino y esparcirla de tal forma que se

impida la acumulacin excesiva en zonas inestables y la erosin ulterior aguas abajo.

6.4.2. CRITERIOS A TENER EN CUENTA

El proyecto deber tener en cuenta las pautas con que se han elegido los sistemas de drenaje, as como el saneamiento de los caminos y las superficies de actuacin, de acuerdo a criterios de:

Eficacia. Seguridad de los usuarios (peatonal, bicicletas, vehculos de mantenimiento, vehculos autoriza-

dos, etc.). Facilidad constructiva. Durabilidad. Mantenimiento necesario y su frecuencia. Satisfaccin desde el punto de vista constructivo. Minimizacin del impacto.

En algunos casos, la posibilidad de aplicacin de los criterios anteriores puede verse limitada por la naturaleza del camino o por su ubicacin territorial.

El proyecto de un camino o senda natural, una vez aplicados los criterios mencionados, incluir una combinacin de drenajes superficiales y profundos que favorezca la evacuacin de las aguas sobran-tes.

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6.4.2.1. Drenaje transversal

Las obras de drenaje transversal debern perturbar lo menos posible la circulacin del agua por el cauce natural, sin excesivas sobreelevaciones del nivel del agua por posibles aterramientos, ni au-mentos de velocidad debidos a erosiones potenciales aguas abajo.

A continuacin se exponen los criterios a considerar para este tipo de obras:

a) Planta. Las obras de drenaje transversal se dispondrn, a ser posible, en direccin coincidente con el cauce natural.

b) Perfil. En la medida de lo posible, se tratar de ajustar el perfil de la obra de drenaje transversal al perfil del lecho del cauce.

c) Seccin. Se procurar respetar las dimensiones del cauce natural y no provocar fuertes estrecha-mientos, recurriendo para ello a un sobredimensionamiento.

Al margen de los criterios expuestos, hay que tener en cuenta que para la ejecucin de cualquier obra de drenaje transversal en cauces de dominio pblico hidrulico ser necesario obtener la preceptiva autorizacin por parte de la Administracin Hidrulica competente.

Para vadear estos cauces naturales se dispone de dos opciones: mediante pequeos puentes y pasa-relas (losa sobre estribos) o mediante obras de fbrica (caos de diferentes materiales y marcos de hormign prefabricado). Comparando ambas opciones, se puede afirmar que la primera de ellas es ms costosa, y constructivamente ms complicada, aunque tambin ofrece soluciones ms estticas que las obras de fbrica.

Por lo general, los pequeos puentes o pasarelas se colocarn sobre cauces de agua ms o menos permanentes y con poca seccin. Las pasarelas suelen estar formadas por piezas prefabricadas de madera tratada, piezas mixtas (madera y metal) o losas de hormign armado; tienen luces compren-didas entre 4 y 10 m, compuestas por un solo vano, con estribos en hormign armado, piedra del lugar y situados fuera del cauce. La principal ventaja que presentan las pasarelas frente a los caos es que no se aterran u obturan y tienen mejor comportamiento hidrulico.

En el captulo dedicado a se hace especial referencia a este tipo de obras.

Figura 6.4.1. Croquis de obra de paso compuesta por una losa sobre estribos.

Fuente: Confederacin Hidrogrfica del Guadiana. 2010.

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Para pequeos cauces lo ms conveniente es la colocacin de un paso sobre marcos de hormign prefabricado; de esta forma, se altera menos la morfologa del cauce y se mejora el comportamiento hidrulico respecto a un tubo o batera de tubos.

Figura 6.4.2. Croquis de obra de paso compuesta por marcos de hormign prefabricado.

Fuente: Confederacin Hidrogrfica del Guadiana. 2010.

6.4.2.1.1. Badenes

El badn es un tipo de obra de drenaje que se adeca a las caractersticas geomtricas del cauce y tiene por objeto facilitar el trnsito estable tanto de personas como de vehculos. El badn debe tener una longitud aproximadamente igual al ancho del cauce, de manera que la geometra natural del cauce no se vea alterada.

Adems, a veces se disponen badenes o tramos de camino a menor cota, especialmente preparados para que las aguas, a partir de un cierto caudal, los desborden, ayudando as a las pequeas obras de drenaje transversal colocadas aguas arriba del badn.

Entre los factores que se deben tomar en cuenta para el diseo y localizacin de un badn se incluyen los siguientes:

Niveles mnimos y mximos de agua para el diseo.

Condiciones de la cimentacin.

Geometra de la seccin transversal del cauce.

Potencial de socavacin.

Proteccin aguas abajo de la estructura contra la socavacin.

Estabilidad del cauce y de las mrgenes.

Materiales de construccin disponibles.

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Los badenes pueden ofrecer una alternativa satisfactoria al uso de tubos y puentes para el cruce de arroyos en caminos de bajo volumen de trnsito, siempre que el uso de la va y las condiciones de flujo del arroyo sean las adecuadas. stos se deben construir en lugares estrechos a lo largo del cauce y ubicarse en zonas con buenas condiciones de cimentacin y no debe usarse para el paso de cauces de gran profundidad que implican rellenos altos.

Es importante proteger el cauce aguas abajo del badn debido a que se puede producir erosin re-montante que termina por afectar al camino.

De forma general, el badn tendr un espesor de 20 cm e ir armado con mallazo en cuanta a deter-minar segn las cargas de uso, siendo lo habitual 20x20 6 y, para mayores cargas, 15x15 8.

Figura 6.4.3. Detalle de badn armado.

Fuente: Elaboracin propia.

A B C L1 D

0,5 0,30 1 0,6L 0,6-1

Tabla 6.4.1. Dimensiones en metros del badn tipo.


Los badenes se pueden acompaar por una serie de pisas laterales con el fin de permitir el paso de peatones cuando el badn se encuentra inundado y proteger al propio badn de los arrastres del cauce.

Estas pisas estarn compuestas de bloques de hormign de 40 x 40 cm (fusiformes en sentido con-trario a la circulacin del agua) y separados entre ellos otros 40 cm. La altura de los mismos vendr dada por la altura de la lmina de agua para un periodo de retorno de 5 aos, con un resguardo de 1/5 de su altura.

Estas pisas se levantarn sobre la capa de hormign del badn. En el caso de que no se construya un badn, se utilizar una zanja corrida de hormign armado, de dimensiones segn el clculo de caudales y el tipo de arrastres esperados. Se dispondr de una proteccin de piedra, aguas arriba del mismo, para evitar su socavacin. Esta ltima medida se llevar a cabo en cauces de seccin muy pequea o que por cualquier circunstancia no permitan la construccin de un badn.

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H

1/5H

BADN

LMINA DE AGUA PARA T= 5 AOSPISA DE HORMIGN 40X40 cm

Figura 6.4.4. Seccin transversal de badn con pisas laterales para el cruce peatonal.


Tambin se puede optar por la construccin de badenes cuando es necesario evacuar el agua de las cunetas y no es posible la construccin de una obra de drenaje enterrada en esa ubicacin; en tal caso, en la cuneta se va creando una transicin que permite pasar de la una forma triangular a una prcticamente plana.

6.4.2.1.2. Caos y marcos

Los caos y marcos se usan generalmente tanto como drenes longitudinales, para desalojar el agua de cunetas, como para permitir el paso del agua bajo el camino en cauces naturales y arroyos.

Estos drenes, tal y como se ha comentado con anterioridad, podrn ser marcos prefabricados o caos de seccin circular y de diferentes materiales. Estos ltimos se utilizan para desaguar el drenaje longitudinal en cunetas (que se aborda en el epgrafe 6.4.2.3.4) y barranqueras de poca seccin, mientras que los marcos se emplean para el vadeo de cauces de cierta entidad (en lugar de bateras de tubos).

El tubo de drenaje transversal se debe colocar en el fondo del terrapln; la entrada se proteger con una embocadura y/o arqueta de captacin, de hormign o mampostera, y la zona de descarga se debe proteger contra la socavacin.

Los cruces de caminos sobre drenajes naturales sern, en la medida de lo posible, perpendiculares a la direccin del drenaje, a fin de disminuir la longitud del tubo o marco y el rea afectada.

Con objeto de minimizar el riesgo de obstruccin en los cauces, se colocarn tubos individuales de gran dimetro o marcos en lugar de varios tubos de menor dimetro. Cuando stos sean muy anchos, los marcos mltiples son ms recomendables para mantener la distribucin del flujo natural a travs del cauce. Para sitios con altura limitada, se utilizarn marcos que maximizan la capacidad al mismo tiempo que minimizan la altura.

Los drenajes transversales enterrados sern lo suficientemente largos para que ambos extremos so-brepasen el pie del terrapln del camino.

Los caos o marcos se dispondrn sobre el fondo y en la parte media del cauce natural, de tal manera que la instalacin no afecte a la alineacin del canal del cauce ni a la elevacin del fondo del cauce. Los drenajes no deben causar represamiento ni estancamiento de agua, ni tampoco deben aumentar significativamente la velocidad de la corriente.

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En las obras de paso susceptibles de taponarse, se colocar una rejilla aguas arriba del tubo, o a la entrada del mismo, para evitar que los arrastres obturen la obra. Las rejillas se pueden construir con troncos, tubos, redondos corrugados, traviesas de ferrocarril, perfiles de acero, etc. Sin embargo, hay que tener en cuenta que las rejillas, en general, implican mantenimiento y limpieza adicional, por lo que no se recomienda su utilizacin si son posibles otras alternativas, como la instalacin de un tubo o marco de mayor dimetro.

6.4.2.2. Drenaje de la plataforma

Las reas generadoras de escorrenta que vierten sobre el propio camino, y no a un curso de agua, se denominan reas de drenaje directo. Estas reas son las que, de forma general, terminan por malo-grar un camino, ya que pueden llegar a utilizarlo como cauce y, por tanto, afectar a amplios tramos del mismo.

Los factores que condicionan la aparicin de regueros y deterioran el firme de los caminos son la in-tensidad de la precipitacin, la pendiente del camino y la erosionabilidad del mismo.

El drenaje de la plataforma se determinar en funcin de la seccin transversal: bombeo a dos aguas (pendientes transversales entre 1% y 3%) o la simple inclinacin a uno de los lados (pendiente trans-versal del 1% al 3%, generalmente el 2%) para permitir el escurrimiento del agua.

Los drenajes superficiales interceptan la corriente de agua longitudinal o descendente, disminuyendo al mnimo la erosin superficial en la plataforma del camino. La colocacin de este tipo de drenajes nicamente es posible en perfiles transversales de desmonte o a media ladera.

Para evacuar el agua de los drenajes longitudinales se intercalan frecuentemente drenajes trasver-sales.

El objeto del drenaje transversal superficial ser permitir que las aguas de escorrenta desagen hacia la ladera de aguas abajo. Las principales ventajas de la colocacin de este tipo de drenajes son las que se enumeran a continuacin:

Se reduce la instalacin de caos, cuya colocacin es ms costosa.

Evita el arrastre de sedimentos a los cauces de los arroyos.

Disminuye la interrupcin de la escorrenta natural del agua.

En los perfiles a media ladera, admiten un diseo de camino sin cunetas, disminuyendo el volumen de desmonte.

La supresin de las cunetas permite una menor anchura de ocupacin del camino, reduciendo el movimiento de tierras y la altura de los taludes.

Al desaguar poco caudal en diversos puntos disminuye la socavacin de los materiales aguas abajo del desage.

Son muy eficaces en los caminos de altas pendientes y en los que se cien al terreno natural.

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Se pueden distinguir tres tipos de drenajes superficiales: los vados ondulantes, los caballones desvia-dores y las tajeas o alcantarillas abiertas.

Los vados y los caballones son ms duraderos que las tajeas y necesitan de un menor mantenimiento, sin embargo, tienen la limitacin de la pendiente, no siendo aconsejables para pendientes mayores del 12%.

6.4.2.2.1. Vados ondulantes

Los vados ondulantes deben tener las dimensiones adecuadas para el trnsito de vehculos de man-tenimiento (normalmente, de 15 a 60 metros de longitud), aunque el uso prioritario sea peatonal o ciclista.

Las pendientes longitudinales variarn entre el 2% y el 12% y el punto de descarga se proteger con escollera de piedra como si fuera una obra de paso.

Los vados formarn un ngulo de entre cero y 25 grados con la perpendicular al camino, con una pendiente transversal hacia fuera del 3-5% (segn se indica en la figura). En el caso de que exista una cuneta desage sobre el vado, se revestir toda su superficie con, al menos, 15 cm de hormign armado o mampostera para evitar la aparicin de regueros; en caso contrario, se revestir, al me-nos, una anchura de 2 m a cada lado de la lnea de desage. A la salida de las aguas se colocar una proteccin de escollera.

Figura 6.4.5. Croquis de vado ondulante sin cuneta longitudinal.


La separacin entre vados ondulantes se calcula en funcin de la pendiente longitudinal del camino y el tipo de sustrato segn se indica a continuacin.

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Pendiente del camino (%) Suelos de baja a nula erosionabilidad (1) Suelos erosionables (2)

0-3 120 75

4-6 90 50

7-9 75 40

10-12 60 35

(1) Suelos rocosos, grava y ciertas arcillas.(2) Suelos finos desmenuzables, limos, arenas finas.

Tabla 6.4.2. Separacin en metros entre vados ondulantes en funcin de la pendiente y del tipo de suelo.

Fuente: US Agency for International Development (USAID). 1998.

6.4.2.2.2. Caballones desviadores

Los caballones desviadores, o zanjas transversales de drenaje superficial, se dispondrn formando un ngulo de entre cero y 25 grados con la perpendicular del camino, adems se les dotar de una pen-diente transversal, como en el caso anterior, de entre 3 y 5%, y una profundidad de 0,3 a 0,6 metros.

Figura 6.4.6. Seccin transversal de caballn desviador.

Fuente: USDA, Forest Service. 1997.

Los caballones desviadores se colocarn ms cercanos entre s que los vados. Como en el caso ante-rior, la separacin entre zanjas transversales se calcula en funcin de la pendiente longitudinal del camino y el tipo de sustrato.

Pendiente del camino (%) Suelos de baja a nula erosionabilidad (1) Suelos erosionables (2)

0-5 75 40

6-10 60 30

11-15 45 20

16-20 35 15

(1) Suelos rocosos, grava y ciertas arcillas.(2) Suelos finos desmenuzables, limos, arenas finas.

Tabla 6.4.3. Separacin en metros entre caballones desviadores en funcin de la pendiente y del tipo de suelo.

Fuente: US Agency for International Development (USAID). 1998.

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Los vados ondulantes y los caballones desviadores son idneos para drenar el agua desde una cuneta interior con talud vertical (cuneta americana), que consiste en dotar a la banda (0,75 m de anchura) interior del camino de una pendiente transversal mayor que la del propio camino, con el fin de encau-zar el agua de escorrentia generado por la plataforma por dicha banda. Esta banda se combina con un talud interior lo ms vertical posible, de esta forma se minimiza la ocupacin del camino, aumentan-do la anchura til del mismo, siendo nicamente recomendable cuando los taludes sean rocosos y la plataforma del camino est formada por materiales poco erosionables.

6.4.2.2.3. Tajeas

Las tajeas o alcantarillas abiertas son sistemas de evacuacin del agua de la plataforma del camino formados por canales abiertos de diferentes materiales (madera, acero, mampostera, adoqun, ).

Para favorecer su autolimpieza, las tajeas se dispondrn en un ngulo entre 30 y 45 respecto al eje transversal del camino y con un gradiente del 2-4% a favor de pendiente, favoreciendo as el autola-vado del canal.

Figura 6.4.7. Esquema de colocacin de tajea abierta de madera.


Las dimensiones recomendadas para una tajea de madera o acero de seccin rectangular son 7-10 cm de anchura y 10-20 cm de profundidad.

Figura 6.4.8. Seccin tipo de tajea o alcantarilla abierta de madera.


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Drenaje

En el caso de las tajeas de mampostera las dimensiones mnimas sern de 40 cm de anchura y 7-10 cm de profundidad.

En ambos casos, las dimensiones se calcularn en funcin de la capacidad de desage necesaria en cada punto, del uso preferente del camino y del trnsito de vehculos de mantenimiento.

Figura 6.4.9. Seccin y dimensiones de tajea de piedra. Se puede sustituir la piedra por

adoquines de hormign prefabricado.


La separacin entre las mismas depender del coeficiente de escorrenta, de la intensidad de la precipitacin y del rea drenada. De forma general, no se recomiendan distancias mayores de 50 m (Elorrieta et. al, 2006), ya que se pueden producir socavaciones en la base de la tajea por la energa cintica acumulada en la corriente de agua; tampoco son recomendables distancias menores de 30 m por encarecer su posterior mantenimiento.

La gran desventaja de las alcantarillas abiertas es el mantenimiento, ya que deben encontrarse lim-pias para su correcto funcionamiento.

6.4.2.3. Drenaje longitudinal

El drenaje longitudinal evita la acumulacin de agua en los mrgenes de los caminos o sendas, favore-ciendo su circulacin a lo largo del mismo mediante cunetas o permitiendo su paso bajo la plataforma y facilitando que escurra ladera abajo. Segn los casos y la seccin tipo se utilizarn distintos tipos de drenajes longitudinales: cunetas en tierras, revestidas o cunetas dren.

6.4.2.3.1. Cunetas

En las secciones transversales en desmonte, en terrapln y, en algunos casos, a media ladera, lo ms adecuado ser la colocacin de cunetas a uno o ambos lados del camino, intentando minimizar sus dimensiones con el fin de mover el menor volumen de tierra durante su construccin.

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Las cunetas recogern el agua procedente de la propia plataforma y de los taludes, canalizndola hasta los puntos de desage, bajo el camino (cauces naturales, arquetas y caos) o sobre el mismo (tajeas abiertas).

Las cunetas de secciones triangulares son ms fciles de construir y tienen menor tendencia a la se-dimentacin; sin embargo, su conservacin es ms costosa debido a la dificultad en la limpieza de la zona baja y, si no estn revestidas, sus taludes se erosionan con facilidad para caudales altos.

En las obras pertenecientes al Programa de Caminos Naturales, la seccin de las cunetas ser trian-gular, siempre con una pendiente longitudinal mnima del 1% para que el agua circule por la misma, lo que deber preverse en el perfil longitudinal del camino. Las pendientes mayores del 10% pueden causar erosiones en la misma, debindose calcular en cada caso la velocidad del agua.

La dimensin tipo aparece en la Figura 6.4.10, siendo la profundidad mnima (margen de tolerancia mnimo para la sedimentacin) de 30 cm, la inclinacin de los taludes ser 1:1 en el lado exterior y 1:2 en el interior.

La capacidad hidrulica del drenaje longitudinal se deber justificar mediante los clculos que se indican ms adelante.

0,90

0,30

111 2

Figura 6.4.10. Croquis con las dimensiones mnimas de la

cuneta triangular. Cotas en metros.


6.4.2.3.2. Cunetas revestidas

El revestimiento de las cunetas suele ser de piedra en seco, de mampostera (piedra embebida en hormign o mortero) o de hormign.

Para analizar la necesidad de revestir las cunetas, se tendrn en cuenta los siguientes criterios gene-rales:

Revestir las cuentas para pendientes mayores del 12% en zonas con clima de lluvias suaves (Espaa hmeda), superiores al 10% en zonas de clima ms irregular (Espaa seca), o cuando las pendien-tes sean menores del 1% para evitar sedimentaciones.

Adoptar precauciones especiales contra la erosin y las socavaciones cuando las pendientes sean superiores al 10%.

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En el caso de revestimientos con mampostera:

La piedra utilizada ser canto rodado o piedra de morro.

El espesor de la cama de mortero, de dosificacin 1:3, ser al menos 10 cm.

La separacin entre piedras ser de 3 cm a 5 cm.

En el caso de revestimientos con hormign:

La resistencia mnima a compresin del hormign ser Fck = 13,7 MPa (140 Kg/cm2).

El espesor mnimo del revestimiento ser de 10 cm.

Se dispondrn juntas ranuradas cada 6 m para el control de las grietas durante el fraguado del hormign y juntas de expansin cada 30 m, debidamente impermeabilizadas.

6.4.2.3.3. Cunetas dren

Este tipo de drenaje longitudinal se utilizar en tramos en los que no se aconseje, por cualquier circunstancia, la cuenta abierta o en los casos, como en antiguos tneles ferroviarios, en los que ya existe una cuneta o canaleta longitudinal que recoge las aguas de la plataforma.

Este tipo de cuneta permite reutilizar un sistema de drenaje ya existente y dar uso a toda la anchura del camino recubriendo la cuneta.

El dimetro del tubo dren se determinar en funcin de las dimensiones de la cuneta existente y del caudal a desaguar, con un dimetro no inferior a 20 cm, y se colocar sobre una cama de arena de ro de espesor 0,1 veces el dimetro del tubo.

El relleno envolvente del tubo ser de material filtrante con un recubrimiento mnimo de 0,1 veces el dimetro del tubo; todo el relleno de material filtrante ir envuelto por un geotextil anticontaminan-te. Por ltimo, se aadir una capa final de rido compactada al 95 % del PN.

Para el caso particular de tneles, se pueden emplear otros sistemas longitudinales tales como cana-les prefabricados, abiertos o con tapa, y canales caz prefabricados.

CAMA DE ARENA

MATERIAL FILTRANTE

GEOTEXTIL RIDO

TUBO DREN

CUNETA EXISTENTE

CUNETA DREN

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Figura 6.4.11. Tipos de drenaje longitudinal.


6.4.2.3.4. Obras de desage

Para el desage de cunetas, se utilizan habitualmente obras de paso bajo el camino. Estos drenes, tal y como se ha comentado con anterioridad, estn formados por tubos de seccin circular y diferentes materiales (hormign en masa, hormign armado, materiales plsticos,).

El tubo de drenaje transversal se debe colocar en el fondo del relleno, debindose proteger la entrada con una embocadura y/o arqueta de captacin; por otro lado, tambin ser necesaria la proteccin de la zona de descarga contra la socavacin.

Se recomienda utilizar tubos de dimetro mnimo entre 30 cm y 45 cm, en funcin de la seccin. En zonas con taludes de corte inestables y con problemas de desmoronamientos, es recomendable la instalacin de tubos de 60 cm de dimetro (o mayores) que eviten el aterramiento de los mismos.

La pendiente del tubo de drenaje transversal para desaguar cunetas debe ser mayor que el gradiente de la cuneta (ms inclinada que sta) o, al menos, del 2%, y enviajada entre 0 y 30 grados perpendi-cular al camino; esta inclinacin adicional ayuda a evitar que el tubo se obstruya con los arrastres.

Los tubos debern desaguar al pie del terrapln a nivel del terreno natural, al menos, a una distancia de 0,5 metros hacia fuera del pie del talud del terrapln. La boca de salida del tubo se proteger con mampostera o escollera y no se verter sobre terraplenes desprotegidos, en taludes inestables o directamente en los arroyos.

En terraplenes de gran altura, se podrn necesitar sistemas de bajada para transportar el agua has-ta el pie del talud. En estos casos, la bajante podr ser tubos, canaletas de hormign o cunetas de mampostera u hormign.

Embocaduras y arquetas de recogida

La colocacin de caos se completar con la instalacin de arquetas de recogida, en el caso de desage de drenaje longitudinal, o embocaduras, para cruce de pequeos cursos de agua. Lo habitual es que se evite la fabricacin de hormign en obra por motivos econmicos y ambientales, y que am-bas sean de hormign prefabricado, reduciendo su impacto visual mediante el enmascaramiento con materiales de la zona (piedra, mampostera,).

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Figura 6.4.12. Embocadura tipo.


C 2P + Dn

D Dn

F Dn/2 -0,05. Espesor mnimo 0,20 m

G 0,2Dn. Espesor mnimo 0,10 m

L 2,5Dn

M F + 0,05

N 0,2Dn. Espesor mnimo 0,10 m

P 1,75Dn

T 1,2(Dn +4G)

V 1,4F

e Dn- Di

Tabla 6.4.4. Dimensiones de la embocadura en funcin del dimetro nominal. Cotas en metros.


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Figura 6.4.13. Arqueta tipo.


D Dn

G 0,2 x Dn. Espesor mnimo 0,10 m

L T+2N

M Dn/2 -0,05. Espesor mnimo 0,20 m

N M+0,05

P Dn/2

R Dn + 0,4

T 0,2 + Dn

S M+0,05

e Dn- Di

Tabla 6.4.5. Dimensiones de la arqueta en funcin del dimetro nominal. Cotas en metros.


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6.4.2.4. Control de la erosin

6.4.2.4.1. Disminucin de la velocidad en cunetas

Con el fin de evitar, en la medida de lo posible, el revestimiento de cunetas, se disearn sistemas que disminuyan la pendiente longitudinal, lo que reducir la velocidad del agua y, por tanto, su capacidad de erosionar.

Para ello, se dispondrn en la cuneta diques de piedra en seco o tomada con mortero, hormign, ma-terial vegetal con postes de madera, etc.

En el diseo de la obra se prever un vertedero para evacuar los caudales medios y mantener el flujo en la cuneta.

MATERIAL DEDE ARRASTRE

PIEDRA TOMADACON MORTERO

PTE. CUNETA =

10%

CUNETA

PTE.= 1%

Figura 6.4.14. Seccin longitudinal y vista en perspectiva de salto en mampostera en cuneta.


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Drenaje

Figura 6.4.15. Alzado y perfil de salto en mampostera en cuneta.


Altura cunetaH

Altura saltoA

Anchura saltoL

0,3 0,2 0,75

0,5 0,3 0,90

0,75 0,5 1,30

Tabla 6.4.6. Dimensiones del salto en funcin de la altura H de la cuneta. Cotas en metros.


6.4.2.4.2. Proteccin en obras de drenaje

Las altas velocidades del flujo en las cunetas con frecuencia producen erosin, socavacin o forma-cin de barranqueras. La socavacin puede erosionar la base de las obras de desage y producir el fallo de estas estructuras.

A la salida de las obras de drenaje, se dispondrn protecciones con la doble finalidad de disipar ener-ga y evitar la erosin. Lo ms habitual ser la colocacin de un encachado de piedra.

En la Figura 6.4.16, se presenta una correlacin til entre la velocidad del agua (velocidad del flujo) y el tamao de la piedra de proteccin (dimetro) necesario para evitar el arrastre. Se presentan granulometras comunes, tamaos y pesos de diferentes tipos de piedra de proteccin.

La escollera o manto de piedra se colocar en una capa con un espesor de, al menos, 1,5 veces el dimetro de la roca de mayor tamao especificado, situndose en la zona de mayor espesor en la base de la escollera y, todo ello, sobre una capa de filtro de geotextil o de grava.

La longitud L a proteger ser, de forma general, L>6D, siendo D, el dimetro de la obra o la anchura del marco.

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Drenaje

NOTA: Vp= Velocidad del flujo paralelo.

Vave= Velocidad promedio.

Vi= Velocidad en una seccin curva.

La escollera de proteccin en un rea con flujo relativamente rpido, meandro de un canal, soportar mayores esfuerzos

y necesitar fragmentos ms grandes de piedra que los del tamao necesario en un tramo recto del canal.

Figura 6.4.16. baco que relaciona peso y tamao de la piedra con la velocidad del agua.

Fuente: Adaptado del FHWA Hydraulic Engineerin. 1996.

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6.4.3. ENSAYOS Y ESTUDIOS PREVIOS

Las dimensiones de las estructuras de drenaje debern estar basadas en un caudal de diseo adecua-do para las caractersticas de la zona de estudio, siendo de vital importancia para que la estructura pueda funcionar correctamente.

La mayora de los mtodos de determinacin del caudal implican la definicin o estimacin del rea de drenaje. Este trabajo usualmente se realiza mediante la delimitacin del rea de la cuenca de captacin sobre un mapa topogrfico a una escala de 1/10.000 a 1/50.000 en funcin de la longitud del camino y del grado de detalle.

En el presente documento, se desarrollan una serie de modelos de estimacin de precipitaciones e in-tensidades para los que, con la cartografa adecuada de los distintos servicios cartogrficos estatales o autonmicos, pueden desarrollarse los clculos hidrolgicos en gabinete.

6.4.3.1. Definicin de las cuencas de aporte o unidades hidrolgicas

El estudio de las cuencas de aporte que componen la zona de actuacin comenzar con la delimita-cin de las cuencas asociadas a los cursos de agua (continua o temporal) que tienen una superficie vertiente significativa como para desarrollar una metodologa de clculo de caudales; como mnimo, se analizarn las cuencas en las que la longitud entre el punto de desage y el punto ms alejado del mismo sea superior a 1,5 km.

En primer lugar, se obtendrn las caractersticas fsicas de las cuencas y las relacionadas con la res-puesta hidrolgica a la precipitacin en la cuenca vertiente, con el fin de obtener los parmetros esenciales de los modelos de transformacin de escorrenta.

Las caractersticas fsicas de las unidades hidrolgicas superficie, longitud, cotas extremas y pen-diente del curso principal se obtendrn a partir de la cartografa de la zona.

En el proyecto constructivo se incluir un mapa sobre la topografa, a escala adecuada, en el que se reflejen las distintas cuencas de aporte y que incluya el trazado de la senda o camino.

6.4.3.2. Anlisis pluviomtrico

6.4.3.2.1. Precipitacin mxima en 24 horas

Para la estimacin del mximo caudal de avenida, al no disponer de datos de aforos que se puedan trasponer a la cuenca, se utilizarn exclusivamente mtodos hidrolgicos; para ello, se necesitarn, como dato de partida bsico, las precipitaciones mximas registradas en 24 horas.

El anlisis del rgimen de precipitaciones se realizar en base a la publicacin Mximas lluvias diarias en la Espaa Peninsular (Ministerio de Fomento, 1999). En dicha publicacin, el modelo de distribu-cin seleccionado que permite obtener la precipitacin esperada con una probabilidad dada de no ser superada es el SQRT-Et max.

Este mtodo, de una manera simple y fiable, proporciona valores de las precipitaciones en 24 horas a partir de coordenadas geogrficas o U.T.M., en funcin de los distintos periodos de retorno exigidos.

67

Drenaje

La metodologa distingue las siguientes fases para la obtencin de los resultados:

Seleccin de estaciones pluviomtricas y recopilacin de los datos correspondientes a las mxi-mas lluvias diarias en cada una de ellas.

Modelacin estadstica de las series anuales de mximas lluvias diarias, realizando una estimacin regional de parmetros y cuantiles.

Anlisis de la distribucin del valor medio de las series anuales de mximas lluvias diarias, esti-mado directamente a partir de las muestras.

El clculo de las precipitaciones mximas se realiza mediante la aplicacin MAXPLU (Versin 1.0). La aplicacin dispone de las siguientes opciones generales para el anlisis de precipitaciones mximas diarias en Espaa:

Obtencin del valor medio de la mxima precipitacin diaria anual (Pm) y del coeficiente de variacin Cv. Este coeficiente se calcula mediante una interpolacin espacial en una malla por el mtodo del inverso de la distancia al cuadrado. Los datos empleados para la interpolacin son los correspondientes a las 1.545 estaciones bsicas a las que se asigna el Cv regional correspon-diente.

Estimacin de la precipitacin diaria mxima correspondiente a diferentes periodos de retorno, partiendo de su media y su coeficiente de variacin, asumiendo una distribucin SQRT-ET mx.

A partir de dichos parmetros, se obtendr la precipitacin mxima en 24 horas para distintos perio-dos de retorno (T).

6.4.3.2.2. Periodo de retorno (T)

El periodo de retorno se define siempre en correspondencia con un valor numrico que mide la mag-nitud de un fenmeno (intensidad de lluvia, caudal de avenida,...), y es el tiempo promedio, en aos, en que el valor del caudal mximo de una corriente es igualado o superado por lo menos una vez; el inverso del periodo de retorno se entiende como una medida de la probabilidad de que se presente el fenmeno en este lapso de tiempo.

La seleccin de un caudal de referencia para el que debe proyectarse un elemento de drenaje est relacionada con la frecuencia de su aparicin, que se puede definir por su perodo de retorno: cuanto mayor sea ste, mayor ser el caudal.

Se recomienda, por tanto, adoptar perodos de retorno no inferiores a los que se indican en la Instruc-cin de Carreteras 5.2-IC "Drenaje Superficial (1990), que, para obras de drenaje superficial de la plataforma y el tipo de caminos considerados, ser de T=10 aos.

No obstante, se podrn adoptar otros valores debidamente justificados, habida cuenta del coste del elemento de drenaje superficial.

El riesgo de obstruccin de las obras de drenaje transversal, producido fundamentalmente por vege-tacin arrastrada por la corriente, depender de las caractersticas de los cauces y de las zonas inun-dables, clasificndose como alto si existe peligro de que la corriente arrastre rboles u otros objetos de tamao parecido.

68

Drenaje

En consecuencia, para la comprobacin de las condiciones de desage transversal, se establecer en el proyecto el riesgo de obstruccin de las obras de drenaje, dimensionando las mismas para un perodo de retorno de, al menos, T= 25 aos, con el objetivo de minimizar los daos producidos en el propio elemento de drenaje y en la plataforma. Como en el caso anterior, se podrn adoptar otros valores, siempre que se justifique debidamente.

6.4.3.2.3. Estimacin de la intensidad mxima anual para una duracin y un periodo de retorno determinados

La estimacin de caudales resulta fundamental en el diseo de infraestructuras, la planificacin del territorio o la caracterizacin de sistemas fluviales; en este sentido, los modelos hidrometeorolgicos constituyen actualmente una herramienta imprescindible. Estos modelos requieren, a su vez, conocer la precipitacin mxima diaria anual para distintos perodos de retorno y las leyes Intensidad-Dura-cin-Frecuencia (IDF), variables cuyo estudio ha evolucionado de manera distinta:

La metodologa para estimar la precipitacin mxima diaria anual para distintos perodos de retorno se ha actualizado y se contempla en la publicacin "Mximas lluvias diarias en la Espaa Peninsular".

En cuanto a las leyes IDF, Tmez estableci en 1978 un protocolo para estimar la intensidad mxi-ma para distintas duraciones y perodos de retorno, y proporcion un mapa de isolneas de K (sien-do K el cociente Id/I24) para extender los resultados obtenidos en estaciones con pluvigrafo al resto del territorio. Esta metodologa se recoge posteriormente en la Instruccin de Drenaje 5.2-IC, incorporando como novedad un mapa actualizado de isolneas (Tmez, 1987).

Por lo tanto, la ley IDF que se est manejando actualmente es la misma que se dedujo a partir de un anlisis local de las 21 estaciones repartidas por toda Espaa, con los datos disponibles en dichas estaciones hasta los aos setenta y ajustando a la funcin Gumbel, ya que, al menos, en territorio de influencia mediterrnea, la funcin Gumbel produce estimas por defecto.

Con objeto de solventar estas deficiencias, los profesores De Salas-Carrero-Fernndez Yuste en su publicacin Estimacin de la intensidad mxima anual para una duracin y perodo de retorno de-terminados en la Espaa peninsular mediante la aplicacin informtica Maxin (2008) han planteado una revisin en profundidad de estas leyes para incorporar los nuevos registros que se han producido y utilizar nuevas funciones de distribucin. Adems, se propone aplicar el anlisis regional al estudio de esta variable, metodologa que permite mejorar la robustez de las estimas.

En la citada publicacin, se describe de manera secuencial y esquemtica las fases que cubrieron este trabajo, que concluye con una aplicacin prctica denominada MAXIN (Versin 2.0. de enero de 2008), desarrollada a partir de un sistema de informacin geogrfica (GIS), que permite estimar las intensidades mximas anuales para cada duracin y perodo de retorno en cualquier punto de Espaa.

La estimacin de intensidades mximas se basa en la siguiente expresin:

12424

24

= aa ta

t KII

69

Drenaje

Tabla 6.4.7. Ejemplo de Intensidad de precipitacin para distintos tiempos y periodos de retorno.

Fuente: Salida grfica aplicacin Maxin. 2008.

La duracin del intervalo de intensidad mxima depender de las dimensiones de las cuencas vertien-tes a la senda o camino, utilizndose para su determinacin un valor igual al tiempo de concentracin asociado a la mencionada cuenca, con un lmite inferior fijado en 10 minutos. El sentido de dicho l-mite se pone de relevancia en las cuencas pequeas, que llevan asociado un tiempo de concentracin pequeo y proporcionan valores de duracin de intensidad que pueden ser tan bajos que se obtenga un valor de las intensidades exagerado.

6.4.3.3. Clculo hidrometeorolgico de caudales mximos segn la versin del mtodo racional de la Direccin General de Carreteras de Espaa

Una vez conocidos los datos determinados en el Anlisis Pluviomtrico, se aplicar un modelo de transformacin de escorrenta que permita convertir escorrenta (mm/h) en caudal (m3/s), una vez delimitadas las distintas Unidades Hidrolgicas que son atravesadas por el camino.

El modelo de transformacin a aplicar ser el Clculo Hidrometeorolgico de Caudales Mximos segn la Versin del Mtodo Racional de la Direccin General de Carreteras de Espaa, que permite deter-minar los caudales de avenida en pequeas cuencas. Es el denominado Mtodo Racional Modificado del Profesor Tmez del CEDEX, recomendado por el MOPU (Tmez, 1990), pero con modificaciones posteriores (Tmez, 1991). La metodologa se basa en el mtodo racional aplicable a cuencas menores de 20 km2, pero con una serie de modificaciones que amplan su rango de validez hasta los 3.000 km2

donde,

t, es la duracin de la precipitacin (horas).

It, es la intensidad media mxima para t horas (mm/h).

I24, es la intensidad media mxima para 24 horas (mm/h).

a, parmetro que vara entre 0,04 y 0,3.

K, parmetro de regionalizacin que vara entre 6 y 14.

70

Drenaje

y con tiempos de concentracin (Tc) de entre 0,25 y 24 horas.

La Direccin General de Carreteras, consciente de la importancia de la determinacin de los caudales de avenida en pequeas cuencas, ha llevado a cabo un programa de trabajo en el que se ha alcanzado una expresin para el clculo de los caudales mximos, que cumple con los requisitos de sencillez y fiabilidad buscados. La frmula propuesta, basada en los mtodos racionales, viene dada por:

donde:

Q = Caudal punta correspondiente a un periodo de recurrencia dado, en ms-1.

I = Mxima intensidad media en el intervalo de duracin igual a Tc, para el mismo periodo de recu-rrencia, en mmh-1.

A = Superficie de la cuenca en km.

C = Coeficiente de escorrenta.

K = Coeficiente corrector.

A continuacin, se desarrolla el clculo de cada una de las variables del modelo.

6.4.3.3.1. Clculo de la intensidad (I)

Se obtiene a partir de la expresin universal de cualquier curva intensidad-duracin:

donde:

I: Intensidad media en el periodo de recurrencia considerado.

Id, I1: Intensidad media diaria y horaria del mismo periodo de recurrencia.

D: Duracin del intervalo de tiempo para el cual se pretende calcular la intensidad mxima.

Para el caso de Espaa, se determina I1/Id con el mapa de isolneas adjunto (Fig. 2.2 de la Instruccin 5.2 IC).

K 3,6

A . I . C = Q

1 - 28

T - 28

d

1 0,10,1C

0,1

II

=

dII

71

Drenaje

Figura 6.4.17. Relacin entre las Intensidades de lluvia horaria y diaria (I1 / Id).

Fuente: Elaboracin propia, adaptado de la Instruccin de Carreteras 5.2-IC. 1990.

La duracin D de la lluvia neta se hace coincidir con el tiempo de concentracin, que es el tiempo, en horas, que transcurre entre el comienzo del aguacero y la punta del hidrograma en la seccin de control. Se utiliza para su clculo la frmula de Tc propuesta por Tmez:

donde: Tc = Tiempo de concentracin en horas.

L = Longitud del curso principal en km.

J = Pendiente del curso principal en tanto por uno.

A partir de la primera frmula se deduce I para el perodo deseado, multiplicando el valor de I/Id ob-tenido, por el valor de Id que coincide con P24/24, siendo P24 la precipitacin mxima diaria en mm para el perodo de recurrencia deseado.

6.4.3.3.2. Clculo del coeficiente de escorrenta (C)

El umbral de escorrenta se define como la mnima cantidad de agua que tiene que llover inicialmente hasta que empieza a escurrir por el terreno. En funcin de la pendiente y naturaleza del terreno y del uso del suelo, se estima para cada cuenca un valor inicial del umbral de escorrenta Po. En aquellas cuencas donde coexistan distintos terrenos y cultivos, el Po total es la media ponderada de los distin-tos Po obtenidos.

D = T = 0,3 L

JC

0,76

1/ 4

72

Drenaje

Para la determinacin de los valores del umbral de escorrenta asociado a las cuencas que afluyen al trazado de la nueva plataforma, en cada una de ellas se ha caracterizado el complejo suelo-vegeta-cin y las condiciones iniciales de humedad, mediante su discretizacin en recintos diferentes segn la combinacin de las pendientes, los usos del suelo y el grupo hidrolgico del suelo.

A continuacin, a estos valores del umbral de escorrenta se debe aplicar un multiplicador regional que se deduce de la Figura 6.4.18.

Finalmente se calcula, C como:

C=0, para Pd < P0

Siendo Pd, la precipitacin mxima diaria en mm para el perodo de recurrencia deseado.

Figura 6.4.18. Coeficiente corrector del umbral de escorrenta.

Fuente: Elaboracin propia, adaptado de la Instruccin de Carreteras 5.2-IC. 1990.

Se analiza el complejo hidrolgico de la cuenca vertiente, es decir, la capacidad de producir esco-rrenta directa, para un aguacero dado, que posee dicha cuenca. Este complejo hidrolgico depende, entre otros factores menos representativos, de los siguientes:

El tipo de recubrimiento del terreno por la vegetacin o tipo de cultivo, es decir, el uso del suelo.

La condicin hidrolgica para la infiltracin de los suelos de la cuenca vertiente.

El tratamiento o explotacin del terreno (si los cultivos se realizan de acuerdo con prcticas de conservacin de suelos o no, y en caso afirmativo, del tipo de prcticas conservacionistas que se utilizan).

( ) ( )( )20d

0d0d

P11PP23PPPC

++

=

73

Drenaje

En este sentido, el U.S.D.A.-S.C.S. distingue, al efecto, cuatro grandes grupos hidrolgicos de suelo, clasificados de la siguiente manera:

GRUPO A: Es el que ofrece menor escorrenta. Incluye los suelos que presentan gran permeabili-dad, incluso cuando estn saturados, comprendiendo los terrenos profundos, sueltos, con predo-minio de arena o grava y con muy poco limo o arcilla.

GRUPO B: Incluye los suelos de permeabilidad moderada cuando estn saturados, comprendiendo los terrenos arenosos menos profundos que los del grupo A, aquellos otros de textura franco-arenosa de mediana profundidad y los francos profundos.

GRUPO C: Incluye los suelos que ofrecen poca permeabilidad cuando estn saturados, porque presentan un estrato impermeable que dificulta la infiltracin o porque en conjunto su textura es franco-arcillosa o arcillosa.

GRUPO D: Es el que ofrece mayor escorrenta. Incluye los suelos que presentan gran impermeabili-dad, tales como los terrenos arcillosos profundos con alto grado de tumefaccin, los terrenos que presentan en la superficie o cerca de la misma una capa de arcilla muy impermeable y aquellos otros con subsuelos muy impermeables prximos a la superficie.

74

Drenaje

Uso de la tierra Pendiente (%) Caractersticas hidrolgicasTipo de suelo

A B C D

Barbecho 3 R 15 8 6 4

3 N 17 11 8 6

75

Drenaje

6.4.3.3.3. Clculo del Coeficiente de Uniformidad (K)

El Coeficiente de Uniformidad intenta compensar la modificacin que se produce con el aumento del tamao de la cuenca en la hiptesis relativa al supuesto reparto uniforme de la escorrenta dentro del intervalo de clculo de duracin igual a Tc.

Este coeficiente vara de un aguacero a otro, pero su valor medio en una cuenca concreta depende, principalmente, del valor de su tiempo de concentracin caracterstico. Esta dependencia es tan acusada que, a efectos prcticos, puede despreciarse la influencia de las restantes variables, como el rgimen de precipitaciones, la torrencialidad del clima, etc.

Su valor medio puede estimarse segn la siguiente ecuacin:

Para calcular el tiempo de concentracin, se emplea la frmula del tiempo de concentracin de T-mez antes reseada.

6.4.3.4. Clculo del caudal (Q)

El sistema de drenaje se proyectar de modo que sea capaz de desaguar el caudal mximo correspon-diente a un determinado periodo de retorno considerado (10 aos para drenaje longitudinal y 25 aos para drenaje transversal).

Para cada una de las cuencas de aporte, se toma una intensidad de lluvia igual a su tiempo de concen-tracin, que es el caso ms desfavorable, con un lmite inferior de 10 minutos para evitar la obtencin de caudales exagerados.

El caudal calculado se obtendr para la condicin de humedad II, es decir, para condiciones de hu-medad del suelo normales (suelo que an no se encuentra saturado de agua cuando se produce el aguacero). En la Tabla 6.4.9., se muestran los principales datos que se debern obtener para cada una de las cuencas de aporte o unidades hidrolgicas.

Tiempo de concentracin Tc (h)

Precipitacin diaria mxima para T aos P24 (mm)

Coeficiente reductor de no-simultaneidad Ka

Intensidad media diaria reducida Id (mm/h)

Coeficiente de escorrenta C(II)

Intensidad media del aguacero t=Tc It (mm/h)

Caudal Q (m3/s)

Tabla 6.4.9. Relacin de datos hidrolgicos necesarios para la obtencin de Q.


14 + TT + 1 = K 1,25

C

1,25C

76

Drenaje

6.4.3.5. Comprobacin de la capacidad de desage

Los criterios bsicos para el dimensionado y la comprobacin de los elementos de drenaje, tanto transversal como longitudinal, se obtienen a partir del anlisis pluviomtrico (incluye la estimacin de las precipitaciones mximas, los periodos de retorno, las intensidades y los tiempos de concentra-cin).

6.4.3.5.1. Drenaje transversal

La comprobacin hidrulica de las obras de drenaje se realiza admitiendo la validez de la frmula de Manning-Strickler para rgimen libre.

donde:

Q = Caudal calculado, m3/s.

S = Seccin mojada.

V = Velocidad media de la corriente, m/s.

n = Coeficiente de rugosidad de Manning, que depende del material con que est fabricada la super-ficie interior de la obra de drenaje.

R = Radio hidrulico = S/ Pm; Pm = Permetro mojado.

J = Pendiente longitudinal del elemento.

6.4.5.3.2. Drenaje longitudinal

La velocidad del agua en la cuneta est en funcin de la seccin transversal, la rugosidad y la pen-diente. Para una seccin triangular tpica, la velocidad se calcula a partir de la frmula de Manning-Strickler, antes reseada.

121

32

== nJRSSVQ

21

32

1 JRnV =

77

Drenaje

Cunetas y Canales sin revestir Coeficiente n de rugosidad

En tierra ordinaria, superficie uniforme y lisa 0,020- 0,025

En tierra ordinaria, superficie irregular 0,025-0,035

En tierra con ligera vegetacin 0,035-0,045

En tierra con vegetacin espesa 0,040-0,050

En tierra excavada mecnicamente 0,028-0,033

En roca, superficie uniforme y lisa 0,030-0,035

En roca, superficie con aristas e irregularidades 0,035-0,045

Cunetas y Canales revestidos Coeficiente n de rugosidad

Hormign 0,013-0,017

Hormign revestido con gunita 0,016-0,022

Encachado 0,020-0,030

Paredes de hormign, fondo de grava 0,017-0,020

Paredes encachadas, fondo de grava 0,023-0,033

Revestimiento bituminoso 0,013-0,016

Tabla 6.4.10. Coeficiente de rugosidad n a utilizar en la formula de Manning.

Fuente: Instruccin de Carreteras 5.2-IC. 1990.

En la siguiente tabla se muestran la velocidad del agua, en m/s, para diferentes valores de n y pen-dientes en la cuneta tipo triangular de taludes 1:1 y 2:1, profundidad 0,3 m y radio hidrulico igual a 0,12.

Pendiente (%)n

0,02 0,03 0,04

2 1,7 1,2 0,9

4 2,5 1,6 1,2

6 3,0 2,0 1,5

8 3,5 2,3 1,7

10 3,9 2,6 1,9

12 4,3 2,9 2,1

15 4,8 3,2 2,4

18 5,3 3,5 2,6

Tabla 6.4.11. Velocidad del agua en m/s para diferentes valores de n y pendientes. Vlido

para cunetas triangulares de taludes 1:1 y 2:1 y profundidad 0,3 m.


En general, y de acuerdo con la Instruccin de Carreteras 5.2-IC "Drenaje Superficial (epgrafe 1.5.1, 1.3), las velocidades mximas previsibles en las obras de drenaje longitudinal no deberan rebasar los valores lmite incluidos en la Tabla 6.4.12:

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Drenaje

Naturaleza de la superficie Vmax (m/seg)

Arena fija o limo (poca o ninguna arcilla) 0,20 - 0,60

Arena arcillosa dura, margas duras 0,60 - 0,90

Terreno parcialmente cubierto de vegetacin 0,60 - 1,20

Arcilla, grava, pizarras blandas con cubierta vegetal 1,20 - 1,50

Hierba 1,20 - 1,80

Conglomerados, pizarras duras, rocas blandas 1,40 - 2,40

Mampostera, rocas duras 3,00 - 4,50

Hormign 4,50 - 6,00

Tabla 6.4.12. Velocidad mxima del agua.

Fuente: Instruccin de Carreteras 5.2-IC. 1990.

En caso de sobrepasar dichas velocidades, se prever un revestimiento de las mismas.

6.4.4. CLCULOS

6.4.4.1. Clculos mecnicos para tubos

6.4.4.1.1. Clculo de la rigidez anular para materiales plsticos

Los tubos estn sometidos a unas cargas externas debido al material de relleno de la zanja y a las cargas mviles del trfico. Estas cargas provocan que el tubo tienda a deformarse, por lo que la ca-racterstica ms importante es su rigidez anular.

La rigidez anular, SN (Nominal Stiffness), es la resistencia de un tubo o accesorio al aplastamiento en unas condiciones definidas en la norma UNE-EN-ISO 9969. La rigidez anular se calcula utilizando la siguiente frmula:

siendo:

SN = Rigidez anular (kN/m2).

E = Mdulo de elasticidad (N/mm2).

I = Momento de inercia (mm4/mm).

Dm = Dimetro medio (mm).

En el "Pliego de prescripciones tcnicas generales para tuberas de saneamiento de poblaciones (MOPU)", se recomienda que la rigidez mnima a corto plazo de las tuberas a utilizar sea igual a 4 kN/m2; en el caso que nos ocupa, y dadas las caractersticas tcnicas de los nuevos materiales plsticos, se recomienda una rigidez anular de 8 kN/m2.

3Dm IE = SN

79

Drenaje

6.4.4.1.2. Clculos mecnicos en tubos de hormign armado

Para la realizacin de los clculos mecnicos se seguirn las normas UNE EN 1916 y ASTM C-76.

Obtencin de la carga de clculo

La carga de clculo se obtendr a partir de la siguiente expresin:N/m = q total seg / (Fa D)

donde:

q total es la suma de la carga del relleno, la carga mvil y cualquier otra carga actuante sobre el tubo, expresada en kN/m.

seg es el coeficiente de seguridad que, normalmente, se toma a igual a 1,5 a rotura y 1 a fisuracin.

Fa es el factor de apoyo, definido como la relacin entre la capacidad resistente de la tubera enterra-da y la capacidad resistente de esa misma tubera sometida al ensayo de flexin transversal; el valor vara entre 1,5 y 2,1 para cama de apoyo con material granular y entre 2 y 4 para cama de hormign en masa.

D es el dimetro interior.

Clase exigible

La clase exigible al tubo ser la que soporta una carga mayor o igual a la obtenida en el apartado anterior. Si se ha seguido el criterio de carga de fisuracin, habr que compararla con la carga de fisuracin mnima que exige la norma UNE EN 1916. En el caso de seguir el criterio de rotura, ser necesario compararla con la carga de rotura que exige la norma ASTM-C76. Esta comparacin definir la clase resistente.

La UNE EN 1916 define las clases 60, 90, 135 y 180 como valores a rotura para tubos de hormign ar-mado y clases N y R para tubos de hormign en masa.

La norma ASTM-C76 define 5 clases (I, II, III, IV, V) con 40, 50, 65, 100 y 140, como valores a fisuracin para tubos de hormign armado.

En la Tabla 6.4.13, se muestran las equivalencias entre las dos normas aplicadas.

80

Drenaje

Tabla 6.4.13. Equivalencias entre clases y normas para tubos de hormign armado.

Fuente: Pretensados Ejea. 2008.

Condiciones del terreno y de la zanja

Las condiciones del terreno y de la zanja en la que se aloja el tubo son parmetros que determinan la clase de tubo a utilizar, stas varan en funcin del tipo de terreno, el dimetro interior del tubo (Di), el dimetro exterior del tubo (De), la diferencia de cotas (Hr) entre la clave del tubo y la rasante del terreno y la anchura de la zanja (b), calculndose sta a partir del talud de la zanja y del resguardo lateral.

Cargas producidas por vehculos

Los vehculos que transitan sobre la superficie del relleno de un terrapln producen una accin din-mica que se transmite a la conduccin en forma de carga adicional al peso de las tierras.

Esta sobrecarga puede calcularse aplicando la teora de Boussinesq, supuesto el suelo como un mate-rial elstico e istropo. Sin embargo, en la prctica, se obtiene suficiente precisin considerando que una carga Q aplicada sobre la superficie se transmite, en profundidad, segn un tronco de pirmide cuyas caras laterales forman un ngulo de 35 con la vertical.

Se adoptarn los casos de carga a que se refiere la "Instruccin del Instituto Eduardo Torroja para Tubos de Hormign Armado o Pretensado" (Anejo 4-2.4.3).

Para el tipo de actuacin objeto del presente captulo, y de forma general, se considerarn, al menos, cargas en un eje simple de 13 t; esto es debido a que, si bien el uso principal de las sendas y caminos naturales es peatonal, durante su construccin, y a lo largo de su vida til, sern transitados por ve-hculos de obra y de mantenimiento.

Cargas de compactacin

Las cargas de compactacin se evalan teniendo en cuenta el tipo de compactador, la profundidad y el tipo y estado del relleno. En las zonas con recubrimientos inferiores a un metro, se deben extre-mar las medidas de precaucin, tanto para la eleccin del compactador como para la ejecucin de la compactacin.

81

Drenaje

Resultados

A partir de las mencionadas condiciones de partida y las cargas consideradas, se calculan las clases de tubos segn UNE y ASTM, en funcin del apoyo (hormign o granular) y del relleno de la zanja.

6.4.5. DEFINICIN DEL PROCESO CONSTRUCTIVO

En la definicin del proceso constructivo quedarn suficientemente especificadas las fases de ejecu-cin de los sistemas de drenaje necesarios, bien sea de la propia plataforma del camino (abomba-miento de la superficie, pendiente transversal, etc.), bien sea de los sistemas de drenaje longitudinal (cunetas, en tierra o revestidas) y transversal (pasarelas, marcos prefabricados, caos, alcantarillas abiertas, etc.).

6.4.5.1. Tubos

Las obras de fbrica permiten vadear pequeos cauces y evacuar el flujo proveniente del drenaje longitudinal y, por lo general, estarn formadas por uno o varios caos de diversos materiales (PVC, polietileno, polipropileno, hormign armado y en masa, chapa ondulada,...). En el caso concreto de los caminos, sus peculiaridades (anchura de la seccin, acceso complicado, uso preferentemente pea-tonal, etc.) hacen que los materiales ms idneos sean los sintticos, como el polipropileno, el PVC o el polietileno, por su manejabilidad, fcil transporte y flexibilidad, que permiten que se adapten mejor a las deformaciones del terreno.

Los tubos, tanto los elaborados en materiales plsticos como los de hormign (en masa o armado), se unen entre ellos mediante una junta elstica colocada en los valles del perfil del extremo de uno de los tubos.

La colocacin de un tubo incluye los siguientes trabajos:

Replanteo.

Excavacin de la zanja.

Comprobacin del lecho de apoyo y eliminacin de elementos gruesos.

Aporte, rastrillado y apisonado de la cama de apoyo (granular u hormign).

Colocacin y unin de los tubos.

Relleno de la zanja.

Compactacin de la zanja.

Extendido del material sobrante.

Limpieza.

82

Drenaje

Zanja

La profundidad de la zanja depender de si se trata de una obra de paso de un pequeo cauce, o barranquera, o si es una obra de desage de cunetas.

En el primer caso, la profundidad de la zanja se ceir a las dimensiones del cauce, mientras que en el desage de cunetas, la zanja tendr una anchura mnima de 3 veces el dimetro del tubo y una profundidad que variar en funcin de la altura del terraplenado, el dimetro del tubo y el espesor del paquete de firme.

Cama de apoyo

La cama de asiento de los caos de hormign en masa o armado estar formada por tierras arenosas, arena de ro lavada o gravilla procedente preferentemente de ridos naturales, o bien del machaqueo y trituracin de piedras de canteras o gravas naturales. El tamao de la gravilla estar comprendido entre 5 y 25 mm.

Por otro lado, cuando se utilicen caos de materiales plsticos, se realizar una cama de hormign en masa.

En todos los casos, el espesor de la cama ser de hasta 1/3 del dimetro del tubo.

Relleno envolvente

Los tubos de materiales plsticos irn envueltos por una capa de hormign en masa, de baja dosifi-cacin y con una resistencia mxima a la compresin simple de 30 Kp/cm2. Las dimensiones de los diferentes espesores se calcularn en funcin del dimetro nominal del tubo.

Se recomienda un espesor mnimo de 15 cm de relleno inicial por encima del cuerpo de la tubera y de 10 cm por encima de la junta.

Figura 6.4.19. Cao de material plstico envuelto en hormign en masa.


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Drenaje

D Dn

B 1,75Dn

e 0,1Dn

G 0,25Dn

Tabla 6.4.14. Dimensiones en funcin del dimetro nominal. Cotas en metros.


Relleno superior

El relleno superior es el que se realiza por encima del relleno envolvente y hasta la primera capa de firme.

El tapado de las tuberas de hormign hasta una altura de 60 cm o, en el caso de tubos plsticos, hasta 30 cm sobre la clave, se realizar preferentemente con arenas naturales formadas por partcu-las estables y resistentes, arenas artificiales procedentes del machaqueo y trituracin de piedras de cantera, gravas naturales o una mezcla de ambos materiales; en todos los casos, estarn exentas de ridos mayores de 2 cm. La compactacin ser superior o igual al 95% del Proctor Normal.

Compactacin

Una vez extendido el material, y con su humedad correcta, se procede a su compactacin. Esta operacin debe hacerse de forma ordenada, controlando bien el nmero de pases y su distribucin homognea.

Uno de los problemas que pueden aparecen durante el proceso de instalacin de tuberas de drenaje radica en la posible rotura de las mismas a consecuencia del paso de maquinaria pesada por la vertical de los tubos. En este sentido, tambin es importante considerar las cargas debidas a los compactado-res y su repercusin sobre los tubos. Estos mtodos de compactacin se tendrn en cuenta a la hora de valorar econmicamente la unidad de obra.

El medio de compactacin ms efectivo para instalaciones en zanja, cuando el espacio est limitado, son las apisonadoras neumticas o de impacto mecnico. Las apisonadoras de impacto, que actan por peso esttico y accin de amasado, son usadas principalmente en suelos arcillosos, mientras que los suelos granulares se consolidan ms efectivamente por vibracin. La utilizacin de apisonadoras de impacto obliga a tomar una serie de precauciones en la compactacin, as como a la introduccin de las capas a ambos lados del tubo para que queden uniformes.

En aquellos casos en los que los rellenos tengan poco espesor, se deben ejecutar por tongadas de an-chura entre 10 cm y 15 cm, compactndolas con mquinas ligeras, como rodillos arrastrados a mano, bandejas vibrantes, pisones, etc.

6.4.5.2. Marcos

Los marcos son elementos de hormign armado con geometra rectangular y esquinas interiores acar-teladas. La versatilidad de esta solucin ha extendido su aplicacin en drenajes transversales.

Los marcos ms utilizados son los denominados marcos cerrados, que estn compuestos por una sola pieza y pueden cubrir diferentes tamaos. Los mdulos estn diseados con dos dispositivos de unin: junta machihembrada y junta plana, dependiendo de las medidas y sistemas de fabricacin utilizados en cada caso.

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Drenaje

Para el clculo de estos elementos, es de aplicacin la EHE-08, Instruccin de Hormign Estructural y las instrucciones especficas de cada uno de sus usos.

La instalacin de marcos incluye los siguientes trabajos:

Replanteo.

Comprobacin del lecho de apoyo y de la carga admisible del terreno para aguantar la presin del marco (>0,035 N/mm2).

Colocacin y unin de los marcos.

Relleno.

Compactacin.

Extendido del material sobrante.

Limpieza.

Prueba de estanqueidad.

Cama de apoyo

La cama de apoyo de estas piezas puede ser de material granular o de hormign de limpieza, si bien, en circunstancias especiales, como rellenos no consolidados, terrenos inestables o de baja capacidad portante, etc., habr que recurrir a soluciones especficas. En cualquier caso, la cama de apoyo de-ber estar siempre bien nivelada y tener el espesor preciso y la capacidad resistente suficiente para servir de cimentacin a los elementos prefabricados.

Los valores de espesor recomendados para circunstancias normales de terrenos y profundidades son:

Cama granular 15-20 cm

Cama de hormign 7-10 cm

Cuando se utilice una cama de hormign, es conveniente situar una fina capa de nivelacin entre sta y la pieza prefabricada (3 a 5 cm). Esta capa puede ser de arena o de mortero y tendr la pendiente de proyecto.

Colocacin

Los marcos se colocan de abajo hacia arriba, con la boquilla macho, si la hubiere, ubicada aguas abajo, mientras que la boquilla hembra se sita aguas arriba, preparada para recibir la siguiente pieza a instalar. Antes de su colocacin, se deben revisar las piezas cuidando la limpieza y los daos puntuales, especialmente en las zonas de unin.

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Drenaje

Relleno

El relleno se realizar con material seleccionado, de manera que ambos laterales vayan subiendo a la vez en tongadas de 20 a 30 cm de espesor, con una diferencia de nivel entre los dos laterales no superior a 50 cm. El relleno inicial en la parte superior de la pieza se har tambin en tongadas del mismo espesor, evitando bolos y piedras que pudieran daarla. Los medios de compactacin que se utilizarn sern ligeros o manuales para evitar posibles daos.

Si el marco se ha de instalar con una altura de relleno inferior a 50 cm y tiene que soportar el paso de cargas mviles, ser necesario colocar una losa armada sobre el mismo que evitar el movimiento relativo entre los distintos elementos.

Marcos en batera

En el caso de que sea necesaria la instalacin de varios marcos en batera bicelular o multice-lular, es conveniente que exista un contacto continuo entre los distintos marcos mediante relleno compacto, mortero u otro material que transmita las cargas.

El proceso de unin no comenzar hasta que no est totalmente terminado el de relleno y compac-tacin, sobre todo en obras donde los vehculos de aporte de tierras o montaje pasen por encima de los marcos recin colocados.

Para evitar que la tierra penetre en el interior de la junta, es conveniente colocar un geotextil, una lmina de polietileno o una banda asfltica en la zona de la junta en contacto con sta.

El tipo de unin puede ser elstica o rgida segn los materiales empleados en el rejuntado y sellado. En el primer caso, se recomienda un relleno con cordn elastomrico o de cauchobutilo y una junta fi-nal de sellado interior a base de masilla elstica monocomponente de poliuretano con polimerizacin acelerada y elasticidad permanente. El sellado externo puede realizarse con banda asfltica.

Si se opta por una unin rgida, el sellado interior y rejuntado deben realizarse con mortero de cemen-to especial antirretraccin. El sellado externo puede realizarse tambin con banda asfltica.

6.4.5.3. Badenes

La ejecucin de badenes incluye las siguientes operaciones:

Preparacin de la superficie de asiento.

Replanteo de las juntas de hormigonado.

Tendido de niveles mediante toques, maestras de hormign o reglas.

Encofrado.

Riego de la superficie base.

Colocacin del mallazo.

Vertido, extendido y compactacin del hormign.

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Drenaje

Ejecucin de juntas.

Aplicacin de la resina impermeabilizante de acabado para el curado del hormign.

Proteccin del hormign fresco frente a lluvias, heladas y temperaturas elevadas.

Se observarn rigurosamente todas las recomendaciones y prescripciones contenidas en el PG-3 (art. 610) y en la Instruccin de Hormign Estructural (EHE-08) relativas a condiciones de materiales, fa-bricacin, puesta en obra, vibrado, curado del hormign, etc.

La base de apoyo estar perfectamente nivelada y compactada, correspondiendo el ensayo Proctor Modificado al 98% en probeta seca.

La superficie de apoyo deber estar contenida en un plano paralelo a la superficie final del pavimento terminado, con el fin de obtener un espesor uniforme en este ltimo. Deber evitarse especialmente la existencia de salientes en la base que, al disminuir el espesor de la losa en dicha zona, puedan provocar la fisuracin del badn.

La puesta en obra del hormign se realizar de forma que no pierda ni su consistencia ni su homoge-neidad; se evitar, en la medida de lo posible, que se disgreguen los elementos componentes, que-dando prohibido arrojar el hormign con la pala a gran distancia, distribuirlo con rastrillo o hacerlo avanzar ms de un metro dentro de los encofrados.

El hormign en masa se extender por capas de espesores inferiores a 25 cm para la consistencia pls-tica y a 15 cm para la consistencia seca, que se vibrarn cuidadosamente para evitar las coqueras. La colocacin se cuidar particularmente junto a los paramentos y rincones del encofrado.

La compactacin de los hormigones se realizar por vibracin de modo que, sin que se produzcan disgregaciones locales, se consiga que el efecto se extienda a toda la masa.

Paralelamente, ser necesario prever las pendientes transversales en la superficie, en funcin del sentido de la corriente, a efectos de evacuar el agua.

6.4.5.4. Cunetas

Una cuneta es una zanja longitudinal abierta en el terreno junto a la plataforma del camino, con el fin de recibir y canalizar las aguas.

A partir de la superficie natural del terreno o de la explanacin, se proceder a la ejecucin de la ex-cavacin de la caja que requiera la cuneta y a la nivelacin, refino y preparacin del lecho de asiento.

La excavacin se realizar, en lo posible, de aguas abajo hacia aguas arriba, mantenindose con nive-lacin y pendiente tales que no produzca retenciones de agua ni encharcamientos.

Durante la construccin de las cunetas, se adoptarn las medidas oportunas para evitar la erosin y la modificacin de las caractersticas en el lecho de asiento.

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Drenaje

6.4.5.5. Cunetas revestidas

El revestimiento de las cunetas consiste en el acondicionamiento y el recubrimiento con hormign o piedra asentada con mortero de cemento de las mismas.

Revestimiento de hormign

La ejecucin incluye las siguientes operaciones:

Replanteo.

Excavacin y perfilado.

Montaje y desmontaje del encofrado.

Suministro y colocacin del hormign.

Ejecucin de juntas.

Rellenos.

Durante la construccin de cunetas revestidas se debern dejar juntas de contraccin a intervalos no mayores de 3 m. Los bordes de estas juntas sern verticales y normales al alineamiento de la cuneta. Cuando las cunetas se construyan adosadas a un pavimento rgido, las juntas debern coincidir con las juntas transversales del pavimento.

En las uniones de las cunetas con las arquetas de entrada de las obras de drenaje, se ejecutarn jun-tas de dilatacin, cuyo espesor estar comprendido entre 15 y 20 mm.

Despus del curado del hormign, las juntas se debern limpiar, colocando posteriormente los mate-riales de relleno, sellado y proteccin.

Se observarn rigurosamente todas las recomendaciones y prescripciones contenidas en el PG-3 (art. 610) y en la Instruccin de Hormign Estructural (EHE-08) relativas a condiciones de materiales, fa-bricacin, puesta en obra, vibrado, curado del hormign, etc.

Revestimiento de mampostera

La ejecucin incluye las siguientes operaciones:

Replanteo.

Excavacin y perfilado.

Preparacin y vertido del mortero.

Colocacin de las piedras.

Relleno de juntas.

Ejecucin de lechada de sellado.

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Drenaje

Rellenos.

Una vez terminado el acondicionamiento (excavacin y relleno), se proceder al perfilado y com-pactado de la superficie de apoyo. Previamente a la compactacin, el material deber humedecerse hasta obtener una superficie llana y firme. Asimismo, antes de asentar las piedras, la superficie de apoyo se humedecer y stas se situarn sobre el mortero.

Las piedras se colocarn con sus superficies planas hacia arriba y sus dimensiones ms largas en ngulo recto a la lnea central de la cuneta. Se asentarn en hileras rectas, sobre una cama de mortero de 10 cm de espesor, para obtener el mejor amarre posible y un contacto estrecho entre piedras contiguas. No se admitirn intersticios o juntas que excedan los 3 cm de ancho.

Las piedras colocadas sern completamente apisonadas, hasta obtener una superficie firme y en con-formidad en rasante, alineamiento y seccin transversal a la superficie final.

Las juntas entre piedras se rellenarn con mortero y, antes del endurecimiento del mismo, se deber enrasar la superficie del empedrado.

6.4.6. MATERIALES A EMPLEAR

6.4.6.1. Normativa

El "Pliego de prescripciones tcnicas generales para tuberas de saneamiento de poblaciones", aproba-do el 15 de septiembre de 1986 por el MOPU, no se ha actualizado, por lo que no refleja la situacin real en cuanto a los materiales que se estn utilizando actualmente.

Por otro lado, la "Gua tcnica sobre redes de saneamiento y drenaje urbano" (2007), elaborada por el Ministerio de Fomento y el antiguo Ministerio de Medio Ambiente a travs del CEDEX, sustituye tcnicamente al Pliego, incluyendo adems de los materiales tradicionales los materiales plsticos (PE, PP, PVC y PRFV).

6.4.6.2. Tuberas de materiales sintticos

En comparacin con los materiales tradicionales para tubos de conduccin de agua, como el acero, la fundicin y el hormign, los tubos de plstico se consideran como nuevos materiales. El desarrollo de los tubos de plstico ha tenido lugar principalmente durante el siglo XX, siendo los tubos de PVC y PE, y considerando los ltimos 20 aos, tambin los de PP, los primeros en utilizarse como material para tubos de obras de drenaje y saneamiento.

Los tubos fabricados en estos materiales son tuberas flexibles que se ovalan por la carga, recibiendo una tensin ms pequea que una tubera rgida cuya seccin transversal no cambia, lo que hace que el mismo tubo sea el que absorbe las cargas externas.

Caractersticas geomtricas:

Las dimensiones comerciales para los tubos de materiales sintticos ms habituales se reflejan en las siguientes tablas.

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Drenaje

Dimetro nominal (mm) Espesor nominal de la pared del tubo (mm) Dimetro interior (mm)

250 7,3 235,4

315 9,2 298,6

400 11,7 376,6

500 14,6 470,8

630 18,4 593,2

Tabla 6.4.15. Secciones comerciales para tubos de PVC SN-8.


Dimetro nominal (mm) Espesor nominal de la pared del tubo (mm) Dimetro interior (mm)

250 31,2 218,8

315 42 273,0

400 51,8 348,2

500 66,6 433,4

630 84,8 545,2

Tabla 6.4.16. Secciones comerciales para tubos de polipropileno SN-8.


6.4.6.3. Tubos de hormign

6.4.6.3.1. En masa

Los tubos prefabricados de hormign en masa, con enchufe de campana de seccin interior circular, se destinan principalmente a conducir, en canalizaciones generalmente enterradas, aguas pluviales y aguas de superficie por gravitacin o baja presin.

Caractersticas tcnicas:

Fabricados segn especificaciones de la normativa UNE EN 1916:2003.

Fabricados con hormign HM-30 (Fck = MPa).

Los tubos se suministran con sus juntas de goma.

Fabricacin de las siguientes calidades segn resistencia al aplastamiento.

- UNE-EN 1916 (Clases N-R).

- MOPU (Clases B-C-D).


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Drenaje

Figura 6.4.20. Caractersticas geomtricas de los tubos de hormign en masa.


6.4.6.3.2. Armado

Los tubos prefabricados de hormign armado, machihembrados de seccin interior circular con enchu-fe de campana para dimetros de 400 a 1.200 mm y directos para dimetros de 1.500 a 2.500 mm, se utilizan principalmente para conducir, en canalizaciones generalmente enterradas, aguas pluviales y aguas de superficie por gravitacin u, ocasionalmente, a baja presin.


Fabricados segn especificaciones de la normativa UNE-EN 1916.

Los tubos se suministran con la junta de goma incorporada hasta tuberas de 1.200 mm y por se-parado para dimetros superiores.

Fabricacin de las siguientes calidades segn resistencia al aplastamiento.

- UNE-EN 1916 (Clases 60, 90, 135, 180).

- ASTM C-76 (Clases I a V).

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Drenaje

Resistencia caracterstica mnima del hormign 40 N/mm2.

La cuanta mnima del acero en cm2/m ser la indicado en la norma UNE 127916 ASTM C-76, segn corresponda.


Figura 6.4.21. Caractersticas geomtricas de los tubos de hormign armado.


6.4.6.3.3. Marcado

Desde 2007, est en vigor la Directiva Europea que obliga al marcado CE de las tuberas de hormign (CEN/TC 229 Directiva de Productos de Construccin). Esta Directiva obliga al fabricante a garantizar que el producto instalado cumple con los ensayos de calidad y seguridad indicados por la norma eu-ropea UNE-EN 1916:2003.

Todos los tubos de hormign (en masa o armado) son marcados para su correcta identificacin con los siguientes conceptos:

Dimetro nominal.

SAN (tubo de saneamiento).

Fecha de fabricacin.

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Drenaje

HM o HA, segn se trate de tubo de hormign en masa o armado respectivamente.

Siglas UNE EN 1916 o ASTM C-14 (masa) y UNE EN 1916 o ASTM C-76 (armado).

Clase resistente.

SR, si el cemento es antisulfatos.

6.4.6.4. Marcos

Los marcos de hormign armado son estructuras del tipo cajn, formadas por dos losas (dintel y sole-ra) empotradas en muros laterales.


Fabricados segn las normas UNE EN 14844:2007 e Instruccin de hormign estructural EHE-08 (coeficientes de ponderacin de la resistencia del hormign y del acero).

Autorizaciones de uso.

Uniones machihembradas y, opcionalmente, suministrados con junta de goma.

Fabricados con hormign HA-35 (Fck = 35 MPa).

Armadura:

- Barras corrugadas de acero B-500-S y lmite elstico (fyk) de 500 N/mm2.

- Mallas electrosoldadas de acero B-500-T.

6.4.6.4.1. Marcado

Desde el 1 de mayo de 2008, es obligatorio que los Marcos Prefabricados, como elementos estructura-les, dispongan del Marcado CE acreditado por un Organismo Notificado, que garantiza el cumplimiento de los requisitos de diseo y control de la produccin en fbrica segn la norma UNE-EN 14844:2007.

Nomenclatura segn medidas interiores: MR HA BxHxE/L

MR = Marco.

HA = Hormign armado.

B = Anchura.

H = Altura.

E = Espesor de la pared.

L = Longitud.

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Drenaje

Los diferentes tipos de marcos se clasifican segn su capacidad de carga: X HR Z

X = Carga mvil considerada.

Tipos:

- 0 - Peatonal - 4 kN/m2.

- 1 - Vehculo de 30 kN.

- 2 - Vehculo de 160 kN.

- 3 - Tren de cargas de 600 kN de la instruccin IAP-11.

HR Z = Indica la altura de relleno, en milmetros, para la que est diseado el marco.

Con esta nomenclatura se marcan en fbrica, junto con el logotipo del fabricante, la fecha de fabri-cacin y el nmero de serie, tanto en el interior como en el exterior. En la losa superior se marca con la palabra techo y en la inferior con la palabra suelo.

6.4.6.5. Otros materiales

El resto de materiales que entren a formar parte de las obras cumplirn los requisitos exigidos por las normativas oficiales vigentes, y para los que no exista reglamentacin expresa, se exigir que sean de la mejor calidad entre los de su clase.

De forma general, los materiales utilizados cumplirn la siguiente normativa tcnica:

Pliego de Prescripciones Tcnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes (PG-3/75), apro-bado por Orden Ministerial de 6 de febrero de 1976, y todas sus modificaciones posteriores.

Instruccin para la Recepcin de Cementos (RC-08).

Real Decreto 1313/1988, de 28 de octubre, por el que se declara obligatoria la homologacin de los cementos para la fabricacin de hormigones y morteros para todo tipo de obras y productos prefabricados.

Instruccin de hormign estructural (EHE-08).

6.4. Sistema de Drenaje OJO

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