UNIDAD 1. Generalidades de los Sistemas de Drenaje

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA.
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR
UNIVERSITARIA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN MÉRIDA
ESTADO MÉRIDA.
Drenaje Vial
Autor: José Rafael Díaz Núñez
CI: 23.583.764
Mérida, Noviembre 2016

2. Drenajes Viales
Acosta, (2016)
“Una vía de comunicación no solo exige una adecuada planeación y la selección
correcta del eje de la misma sino el diseño racional de estructuras de drenaje
capaces de desalojar en todo momento en forma eficiente el escurrimiento aportado
por la lluvia en cualquier tramo de la carretera.
En base a esto, el objetivo del drenaje vial es en primer término, reducir al máximo
posible la cantidad de agua que de una u otra forma llega a la carretera y en segundo
término dar salida al agua que llegue a la misma. Para que una carretera tenga buen
drenaje debe evitarse que el agua circule en cantidades excesivas por la misma,
previendo un buen drenaje desde su proyecto, tratando de ubicarlo sobre suelo
estable permanente y naturalmente drenado.
Sin embargo, debido a la necesidad de un alineamiento determinado, las vías
pueden atravesar suelos variables, permeables e impermeables, obligando con ello
a la construcción de obras de drenaje. De acuerdo con las condiciones requeridas
de experiencia en el análisis y estudio de muchas carreteras en mal estado, ha
enseñado que el drenaje inadecuado más que ninguna otra causa ha sido el
responsable del daño que ha sufrido.
Parte importante de las fallas que más comúnmente suelen afectar las obras viales
están estrechamente relacionadas con las respuestas de los suelos al ser expuestos
a contenidos de humedad, que varían dentro de rangos más o menos variables. Así
mismo, el comportamiento de los pavimentos, está fuertemente ligado al contenido
de agua de las diversas capas de la estructura.
En resumen, cuando una ruta dispone de un sistema de drenaje adecuado suficiente
y que opera correctamente, disminuye sustancialmente la probabilidad de falla y de
otros efectos adversos que contribuya a acortar la vida útil.
Las aguas pueden afectar la carretera de la siguiente manera:
 Disminución de la adherencia entre los cauchos de los vehículos y la
superficie por la acumulación de agua sobre la calzada.
 El agua da origen a baches y fallas en el pavimento, tanto rígido como
flexible.
 Si el nivel freático está próximo a la superficie se puede sufrir el fenómeno
de ascenso capilar.
TIPOS DE DRENAJES VIALES
El agua que cae en forma de lluvia sobre la superficie terrestre, se distribuye de tres
formas, una parte se evapora por la acción del sol, otra parte se infiltra sobre el

3. terreno y la última escurre directamente sobre el terreno, en búsqueda de una
corriente de agua.
Las aguas superficiales ya sea que caigan directamente sobre la carretera o que
lleguen a ella por escurrimiento sobre terrenos adyacentes son evacuadas mediante
obras de drenaje superficiales, mientras que las aguas subterráneas resultantes de
la infiltración, ascenso del nivel freático y fenómenos de capilaridad se remueven a
través de sub-drenajes.
Se pueden construir los siguientes tipos de drenajes viales:
1. DRENAJES DE AGUAS SUPERFICIALES
El drenaje superficial tiene el propósito de alejar las aguas de las carreteras, esto
evitará su influencia negativa, tanto en el aspecto de la estabilidad de su
infraestructura como en sus condiciones de transitabilidad.
Las dimensiones de las obras de drenaje serán determinadas en base a cálculos
hidráulicos, tomando como base la información pluviométrica disponible. El drenaje
superficial comprende:
 Las aguas que escurren en el pavimento: El drenaje de las aguas que
escurren sobre la superficie del pavimento (plataforma y sus márgenes) se
efectúa por medio de bombeo en las secciones en tangente, y mediante el
peralte en las curvas de modo que el escurrimiento sea hacia los drenajes
longitudinales.
 Las aguas provenientes de los taludes de relleno: En los rellenos las aguas
que escurren sobre el pavimento deberán ser encausadas hacia ambos lados
del mismo y hacerse a tal forma que el drenaje se efectúe en sitios separados
especialmente para ello evitando la erosión de los taludes.
 La restitución de la continuidad de los cauces naturales interceptados por la
carretera, mediante su eventual acondicionamiento y la construcción de
obras de drenaje transversal.
2. DRENAJES DE AGUAS SUBTERRÁNEAS
El agua subterránea es una parte integral del sistema hidrológico que está
íntimamente relacionado con el drenaje de aguas superficiales, se trata de un
proceso natural común, cuyo movimiento es controlado ampliamente por la
porosidad y permeabilidad de las rocas a través de las que fluyen.
COMPONENTES DEL SISTEMA DE DRENAJE VIAL

4. Se entenderá por sistema de drenaje vial al conjunto de obras que destinadas a
evitar los daños que las aguas pluviales, superficiales o subterráneas puedan
causar a la vía, con el fin de reducir los inconvenientes que puedan ocasionar a la
circulación de los vehículos, las obras de drenaje vial que conforman el sistema de
recolección, conducción y disposición de las aguas superficiales y subterráneas se
clasifican en tres tipos:
1. Obras de drenaje transversales: Son el conjunto de obras que encausan las
aguas, para atravesar la vía y la descarga en cursos de aguas naturales.
2. Obras de drenaje longitudinal: Comprende todas aquellas obras que en dirección
paralela a la vía, van recogiendo el escurrimiento superficial proveniente de sus
taludes y de los terrenos adyacentes, reduciendo las infiltraciones.
3. Obras de subdrenaje: Corresponden a las obras que recogen, conducen y
descargan fuera de la vía, tanto las aguas subterráneas como aquellas infiltradas a
través de los poros y grietas del pavimento, así como también las juntas de
construcción. Estas obras cumplen primordialmente una función básica y su
inexistencia o incapacidad, se traduce a menudo en un incremento de las labores
de mantenimiento. Por otra parte el subdrenaje cumple también la función
complementaria de ayudar a mantener secos los pavimentos, garantizando mayor
seguridad al tránsito vehicular”.
Análisis:
Cuando cae lluvia sobre la superficie de un determinado lugar, una parte de la lluvia
escurre rápidamente, formando corrientes de agua; otra parte de la lluvia se evapora
y el resto se infiltra en la tierra.
El problema de la lluvia se presenta cuando el agua de escurrimiento de infiltración
alcanza la carretera, si no se dispone de las obras necesarias para conducirla o
desviarla, puede ocasionar la inundación de la calzada, el debilitamiento de la
estructura de la carretera y la erosión o el derrumbe de los taludes, con graves
perjuicios para el usuario de la vía.
Para minimizar estos problemas se recurre a la construcción de obras de drenaje
con el objetivo de que los drenajes en primer lugar, reduzcan la cantidad de agua
que llega al camino, y en segundo lugar dar salida rápida al agua, cuyo acceso a la
carretera sea inevitable.
Referencia: Apuntes Electiva V. Drenajes Longitudinales y Transversales

5. DRENAJE EN CARRETERAS
Cosanher, (2015)
“En una carretera, el sistema de drenaje es el conjunto de obras que permiten un
manejo adecuado de los fluidos, para la cual es indispensable considerar los
procesos de captación, conducción, y evacuación de los mismos.
El exceso de agua u otros fluidos en los suelos o en la estructura de una carretera,
afecta sus propiedades geo mecánicas, los mecanismos de transferencia de carga,
presiones de poros, sub presiones de flujos, presiones hidrostáticas, e incrementa
la susceptibilidad a los cambios volumétricos. Por tal motivo, y aun cuando el agua
es un elemento fundamental para la vida, es una de las causas más relevantes del
deterioro prematuro de la infraestructura vial.
1..-Objetivos de los drenajes en carreteras
El objetivo de este tipo de obras es el de conducir las aguas de escorrentía o de
flujo superficial, rápida y controladamente hasta su disposición final. De esta
manera, se convierten en un soporte importante para el control de la erosión en
taludes y la protección de la estructura del pavimento, permitiendo la rápida
evacuación del agua, que además de afectar la estructura, afecta la seguridad de
los usuarios.
2.-Importancia del drenaje
- El agua no drenada altera las propiedades de los materiales en las calles y
facilita su rápida deformación y destrucción.
- Hace perder resistencia a las bases y suelo.
- Se garantiza más durabilidad de la carretera en construcción.
3.- Criterios de diseño
A la hora de proyectar el drenaje de una carretera deben tenerse presentes una
serie de factores que influyen directamente en el tipo de sistema más adecuado,
así como en su posterior funcionalidad. Los más destacables son:
 Factores topográficos:
Dentro de este grupo se engloban circunstancias de tipo físico, tales como la
ubicación de la carretera respecto del terreno natural contiguo- en desmonte,
terraplén o a media ladera, la tipología del relieve existente- llano, ondulado,
accidentado- o a la disposición de sus pendientes en referencia a la vía.
 Factores hidrológicos:

6. Hacen referencia al área de la cuenca de recepción y aporte de aguas superficiales
que afectan directamente a la carretera, así como la presencia, nivel y caudal de las
aguas subterráneas que puedan infiltrarse en las capas inferiores del firme.
 Factores geotécnicos:
La naturaleza y características de los suelos existentes en la zona condicionada la
facilidad con la que el agua puede llegar a la vía desde su punto de origen, así como
la posibilidad de que ocasione corrimientos o una erosión excesiva del terreno. Las
propiedades a considerar son aquellas que afectan a su permeabilidad,
homogeneidad, estratificación o compacidad, influyendo también la existencia de
vegetación.
4.- Drenaje superficial
Conjunto de obras destinadas a la recogida de las aguas pluviales o de deshielo,
su canalización y evacuación a los cauces naturales, sistemas de alcantarillado o
a la capa freática del terreno.
Son obras que actúan directamente sobre la carretera y las obras para el control
de erosión de taludes que resultan ser muy importantes en la estabilidad de la vía.
Las obras de drenaje superficial que trabajan directamente sobre la carretera se
consideran como longitudinales o transversales, según la posición que estas
guarden con respecto al eje de la vía.
4.1.-Drenaje longitudinal:
Permite el paso del agua a través de los cauces naturales bloqueados por la
infraestructura viaria, de forma que no se produzcan destrozos en esta última.
Tiene por objeto captar los flujos de agua para evitar que lleguen a la vía o
permanezcan en ella causando desperfectos. A este grupo pertenecen las
cunetas, bordillos, sumideros, arquetas y bajantes.
El sistema de drenaje longitudinal lo integran tres tipos de dispositivos funcionales:
 Elementos de canalización.- Recogen las aguas pluviales.
 Elementos de desagüe.- Alivian el caudal de los anteriores, facilitando la salida de
las aguas
 Elemento de evacuación.- Conducen las aguas hasta su evacuación en un cauce
natural”.

7. Análisis:
Los drenajes superficiales de una carretera tienen la función de suministrar las
facilidades necesarias para el paso de aguas de un lado a otro de la vía, para sacar
rápidamente las aguas que caen directamente en el pavimento de la vía y de otras
áreas que desagüen en ella.
Muchos factores deben estudiarse ya que intervienen en el análisis de los drenajes
de una carretera: la topografía, la hidrología y la geología de la zona, variadas ramas
de la ingeniería participan en la solución del problema: La Hidráulica, el Diseño
Estructural del Pavimento, la Ingeniería de Puentes entre otros.
Referencia: http://www.cosanher.com/single-post/2015/05/27/DRENAJE-EN-
CARRETERAS
Obras de drenaje
Arrieta, (2013)
“El drenaje es un sistema de control de las aguas que llegan a las carreteras y
pueden ocasionar problemas de funcionamiento e interrupciones de servicio. La
localización y el diseño de las obras de drenaje tienen una gran importancia en el
proyecto de vías terrestres, una mala localización o un mal diseño ocasionan graves
problemas en el buen funcionamiento de una carretera, pues la falla de una obra
trae como consecuencia la interrupción del servicio de la vía en operación, así como
las molestias causadas a los usuarios por la pérdida de tiempo, además de las
pérdidas económicas que pueden ser considerables. Los puntos importantes que
deben considerarse en el diseño y construcción de una obra de drenaje, son los
siguientes:
1) Localización del eje de la obra
.- Deberá hacerse de preferencia siguiendo el cauce de los
escurrideros, tomando en cuenta la pendiente, ya que de ésta
dependerá el tipo de obra.
2) Área por drenar
.- Es la superficie que limitada por dos o más líneas del Parte aguas
y el eje del camino, da el área tributaria del escurridero para el cual
se pretende proyectar la obra.
3) Área hidráulica necesaria
.- Es aquella capaz de dejar pasar un gasto, igual a una lámina de
agua de 10 cm de altura durante una hora, producto de la
precipitación del lugar

8. 4) Selección del tipo de obra
.- El tipo de obra se selecciona una vez calculada el área hidráulica
necesaria, de tal manera que la satisfaga adecuadamente y dentro
de condiciones de máxima seguridad.
Para una buena elección de tipo de obra, debe tomarse en cuenta:
a) Área hidráulica necesaria
b) Pendiente de la obra (las pendientes deberán ser >2% y <1.5%
en la superficie del camino)
c) Altura mínima y máxima de terraplenes o rellenos
d) Materiales de construcción
e) Capacidad de carga del terreno
f) No deben trabajar a presión.
Se conocen como obras de drenaje las siguientes:
a) Puentes y alcantarillas
b) Cunetas
c) Vados
d) Tubos y tubos perforados
e) Bombeo
f) Contra cunetas
g) Lavaderos
h) Bajadas
i) Bermas
j) Bordillos
k) Vegetación
Las obras complementarias de drenaje no son de uso universal. Son obras que
deben hacerse sólo en el lugar en que se requieran, pues de otra manera se pierden
recursos económicos y se producirán, inclusive, resultados que pueden ser
contrarios. Dado que desde el punto de vista del análisis de Impacto Ambiental, se
requiere el conocimiento de las obras, a continuación se describen los tipos de
drenajes, así como los criterios para su ubicación y construcción.
Tipos de drenaje en carreteras.
Drenaje superficial este cuenta entre sus principales tipos:

9. Drenaje longitudinal, Cunetas, Contracunetas.
Drenaje transversal Puentes o Alcantarillas”.
Análisis:
La eliminación del agua es un aspecto capital en el éxito o en el fracaso de una
infraestructura vial ya que con un eficiente sistema de drenaje se contribuye en la
conservación de las carreteras, y su conservación es tan importante como la
inversión inicial, y en estos momentos la conservación de carreteras implica una
inversión del mismo orden de magnitud que la construcción de obras nuevas.
Referencia: http://es.slideshare.net/israel12500193/obras-de-drenaje-unidad-3.
Drenajes en Vías Terrestres
Juárez, (2011)
“El drenaje artificial es el conjunto de obras que sirve para captar, conducir y alejar
del camino el agua que puede causar problemas.
Este tipo de drenaje es de particular importancia para los caminos de poco transito
que no cuentan con una superficie de rodamiento impermeable ni cunetas
revestidas y en los cuales los materiales están más expuestos al ataque del agua.
Por ello para construir estos caminos y en general las vías terrestres, se requieren
estudios cuidadosos del drenaje; y los ingenieros proyectistas deben tener amplios
conocimientos en la materia, a fin de que estas obras cumplan con sus objetivos. Al
caer sobre la superficie terrestre, el agua de lluvia tiene varios destinos: escurre
superficialmente, se infiltra al subsuelo o se evapotranspira.
Cuando se construye un camino, casi siempre se corta el escurrimiento natural,
permitiéndose el paso del agua solo en los sitios que elige el proyectista, quien de
esta manera aleja el agua del camino lo más pronto posible.
En resumen, al construirse un camino se modifican las condiciones del
escurrimiento en las zonas que la vía atravesara, lo cual puede causar problemas
como erosiones e inundaciones.
Cuando los caminos se localizan en las laderas de las serranías el drenaje aumenta,
aunque las cuencas y los escurrideros están generalmente bien definidos, al

10. contrario de los terrenos planos, donde se pueden tener los mayores problemas de
drenaje porque a menudo ni las cuencas ni los escurrideros están bien definidos.
El estudio detallado del drenaje se lleva a cabo durante las etapas del anteproyecto
o del proyecto definitivo. Los defectos de una mala elección de ruta se reflejan tanto
en estas etapas como después, en la construcción y la operación del camino.
CONSIDERACIONES HIDROLÓGICAS APLICABLES AL ESTUDIO DEL
DRENAJE
Los factores que afectan al escurrimiento del agua son los siguientes:
A) Cantidad de precipitación
B) Tipo de precipitación
C) Tamaño de la cuenca
D) Declive superficial
E) Permeabilidad de suelos y rocas
F) Condiciones de saturación
G) Cantidad y tipo de vegetación
En la actualidad existen diferentes métodos hidrológicos para obtener el gasto que
pueda aportar una cuenca, y se clasifican en: empíricos, estadísticos y basados en
la relación lluvia-escurrimiento.
CLASIFICACIÓN DEL DRENAJE
El drenaje artificial se clasifica en superficial y subterráneo, dependiendo de si el
agua escurre o no por la capas de la corteza terrestre. El drenaje superficial se
considera longitudinal o transversal, según la posición que la obra guarde con
respecto al eje del camino”.
Análisis:
Las características geográficas, hidrológicas, geológicas y geotécnicas de nuestro
país dan lugar a la existencia de problemas complejos en materia de drenaje
superficial y subterráneo aplicado a carreteras; sin embargo con un estudio
adecuado y análisis de los factores que intervienen en el diseño de las obras de
drenaje, se pueden construir sistemas de drenaje eficientes, tanto en el aspecto
funcional como el económico.

11. La recolección, encauzamiento y disposición de las aguas, tanto superficiales como
subterráneas, es esencial para garantizar la estabilidad e integridad de una vía de
comunicación; su garantía es el objetivo fundamental de cualquier sistema de
drenaje vial; sin embargo, al cumplir con ese objetivo, no debe descuidarse la razón
complementaria del sistema: facilitar el tránsito de vehículos.
Referencia: file:///E:/Descargas/74114530-Drenaje-en-Vias-Terrestres.pdf.