sistema de drenaje

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SISTEMA DE DRENAJE Las obras de drenaje son elementos estructurales que eliminan la inaccesibilidad de un camino, provocado por el agua o la humedad. El objetivo de estas es el de conducir las aguas de escorrentía, o de flujo superficial, rápida y controladamente hasta su disposición final. En su diseño existen tres componentes básicas: 1. Entrada a la red de drenaje, 2. Conducción, 3. Entrega al dispositivo final. Las condiciones de diseño de estas componentes dependen de las características propias de cada sistema de drenaje. 1. Entrada a la red de drenaje. Canales interceptores. Los canales interceptores reciben agua por una sola de sus orillas o márgenes. El caso más común es el de una ladera que vierte sus aguas de escorrentía sobre un área plana adyacente: el canal interceptor, trazado a lo largo de la divisoria entre la vertiente inclinada y la zona plana, recibe las aguas de escorrentía y conserva el área plana libre de estos caudales. Para el diseño del canal interceptor el caudal se incrementa a lo largo del recorrido, de manera que las dimensiones del canal aumentan en la dirección hacia aguas abajo. Canales recolectores. Los canales recolectores reciben agua por sus dos márgenes;

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SISTEMA DE DRENAJELas obras de drenaje son elementos estructurales que eliminan la inaccesibilidad de un camino, provocado por el agua o la humedad. El objetivo de estas es el de conducir las aguas de escorrenta, o de flujo superficial, rpida y controladamente hasta su disposicin final. En su diseo existen tres componentes bsicas:

1. Entrada a la red de drenaje,2. Conduccin,3. Entrega al dispositivo final.Las condiciones de diseo de estas componentes dependen de las caractersticas propias de cada sistema de drenaje.

1. Entrada a la red de drenaje.

Canales interceptores.

Los canales interceptores reciben agua por una sola de sus orillas o mrgenes. El caso ms comn es el de una ladera que vierte sus aguas de escorrenta sobre un rea plana adyacente: el canal interceptor, trazado a lo largo de la divisoria entre la vertiente inclinada y la zona plana, recibe las aguas de escorrenta y conserva el rea plana libre de estos caudales. Para el diseo del canal interceptor el caudal se incrementa a lo largo del recorrido, de manera que las dimensiones del canal aumentan en la direccin hacia aguas abajo.Canales recolectores.Los canales recolectores reciben agua por sus dos mrgenes; pueden ser corrientes naturales o canales artificiales. Los caudales de diseo y las capacidades de los canales se incrementan a lo largo del recorrido.Cunetas, sumideros y alcantarillas.Las cunetas son canales pequeos que se utilizan en combinacin con los sumideros y las alcantarillas en los sistemas de drenaje de vas, aeropuertos, calles y patios. La localizacin de los sumideros limita las magnitudes de los caudales en las cunetas. Las alcantarillas son conductos cerrados, parcialmente llenos, que reciben los caudales de los sumideros en forma puntual a lo largo de su recorrido hasta el sitio de entrega del sistema de alcantarillado.

Estaciones de bombeo.En casos especiales se utilizan equipos de bombeo para drenar reas bajas; las aguas bombeadas se entregan luego a un sistema principal de drenaje en forma puntual.

2. Conduccin de las aguas de drenaje.Con pocas excepciones las aguas de drenaje se transportan por corrientes naturales o por canales, que son conductos a superficie libre, abiertos o cerrados.

Corrientes naturales.

En las corrientes naturales se determina el nivel mximo de flujo para la creciente de diseo, y se compara con el nivel a cauce lleno. Cuando este ltimo resulta inferior que el de la creciente se presenta desbordamientos, los cuales afectarn una zona inundable adyacente cuya amplitud debe determinarse. Para este objetivo se utilizan procedimientos de hidrulica de canales naturales, con caudales variables y curvas de remanso.La capacidad del cauce puede ampliarse mediante la ejecucin de dragados. Para garantizar la estabilidad de las secciones de flujo se disean obras de encauzamiento y de proteccin de mrgenes. En cada diseo particular se deben tenerse en cuenta tanto la magnitud de la carga de sedimentos que transporta la corriente natural como los efectos que las obras pueden causar aguas arriba y abajo de su localizacin.Canales.El diseo de canales para conduccin de aguas de drenaje debe aprovechar al mximo la topografa del terreno con el fin de garantizar la conduccin por gravedad, con un costo mnimo.Cuando la diferencia de cotas entre los puntos inicial y final del canal es muy pequea el diseo resulta en estructuras muy grandes con velocidades bajas y peligro de sedimentacin.De otro lado, diferencias muy grandes de nivel ocasionan el trazado de canales de gran pendiente, o requieren del diseo de estructuras de cada entre tramos de baja pendiente.Adems, dependiendo de la topografa, del tipo de suelo y de las velocidades de flujo, los canales pueden ser excavados o revestidos.Canales excavados.El diseo de los canales excavados est limitado por las velocidades de flujo, la carga de sedimentos y las filtraciones hacia terrenos adyacentes a travs del fondo y las orillas. En terrenos erosionables los canales excavados terminan siendo similares a las corrientes naturales al cabo del tiempo, porque pierden su geometra inicial por causa de los procesos de agradacin, socavacin y ataque contra las mrgenes.

Canales revestidos.

Los canales revestidos permiten velocidades altas, disminuyen las filtraciones y requieren de secciones transversales ms reducidas que los anteriores. Sin embargo, su costo y su duracin dependen de la calidad del revestimiento y del manejo adecuado que se d a las aguas subsuperficiales. Los materiales de revestimiento pueden ser arcilla, suelo-cemento, ladrillo, losas de concreto simple o reforzado, piedra pegada, etc.

Dimensionamiento de los canales.El dimensionamiento de los canales se hace mediante la aplicacin de frmulas convencionales de flujo a superficie libre, teniendo en cuenta los aumentos de caudal en la direccin aguas abajo, las pendientes de los tramos y los remansos que se generan con los cambios de pendiente y con la localizacin de estructuras de cada, o de cruce con obras civilesEstructuras de cada.Cuando las condiciones topogrficas de la lnea de trazado del canal no permiten el trazado de un canal de pendiente constante deber trabajarse por tramos, los cuales empalman con el siguiente al mismo nivel o por medio de una cada.Las estructuras de cada pueden ser rampas, escalones sencillos o gradas.Las rampas son tramos de pendiente fuerte de corta longitud. Deben ser suficientemente fuertes para soportar velocidades altas y generalmente se prolongan hacia aguas arriba y abajo con obras de proteccin contra la socavacin. Su capacidad para disipar energa hidrulica es muy baja.Los escalones sencillos son cadas verticales que se colocan en el extremo inferior de canales de flujo subcrtico. El agua pasa por el escaln en cada libre hasta una placa de fondo que debe proteger la estructura contra la accin erosiva del chorro. Esta placa opera adicionalmente como disipador de energa. Dependiendo de la magnitud de la velocidad de cada, la estructura puede ser de concreto o de piedra pegada, y en algunos casos de gaviones.Una serie de escalones consecutivos constituye un sistema en gradas. Las dimensiones horizontales y verticales de las gradas deben seleccionarse de tal manera que estas puedan cimentarse dentro del terreno natural; adems, el sistema debe permitir un flujo de agua controlado, con importante disipacin de energa.

Estructuras de entrega.Los canales de conduccin de un sistema de drenaje pueden descargar en otros conductos mayores, en corrientes naturales o en almacenamientos concentrados.El diseo de las obras de entrega debe tener en cuenta la magnitud de las fluctuaciones de nivel en los sitios de descarga y la estabilidad del rea adyacente a la misma. Si se trata de descarga a ros, por ejemplo, la margen que recibe el caudal de drenaje deber tener una proteccin en gaviones o piedra pegada que evite su deterioro. A su vez, si la parte final de la conduccin queda localizada en una zona inundable, debern tomarse las medidas del caso para asegurar la estabilidad de las estructuras de drenaje, y su ptimo funcionamiento hidrulico.En general, una obra de entrega debe tratarse como un disipador de energa que garantiza la llegada controlada del agua a su destino final, y la estabilidad de las obras de drenaje.Las obras de entrega ms comunes estn comprendidas dentro de las siguientes:1. Transiciones de salida, con aletas divergentes.2. Disipadores de tanque.3. Escalones.4. Pozos o estanques.5. Conductos cerrados hasta el fondo del colector final.TIPOS DE DRENAJEDrenaje superficial: conjunto de obas destinados a la recogida de las aguas pluviales o de deshilo, su canalizacin y evacuacin a los cauces naturales, sistemas de alcantarillado o capa fretica del terreno. Elementos de drenaje superficialLas aguas pluviales cadas tanto sobre la calzada como sobre los desmontes adyacentes a la misma en caso de que existen hacen necesario disponer elementos especficos destinados a recoger y canalizar longitudinalmente dichas precipitaciones.

CUNETAS:La cuneta puede definirse como una zona longitudinal situada en el extremo de la calzada y que discurre paralela a la misma, cuya misin es la de recibir y canalizar las aguas pluviales procedentes de la propia calzada donde son evacuadas a travs del bombeo- y de la escorrenta superficial del talud de desmonte si ste existe. Adems de esta funcin principal, las cunetas prestan otro tipo de funciones tiles para el correcto funcionamiento de la infraestructura viaria, como son:

- Control del nivel fretico.- Evacuacin de las aguas infiltradas tanto en el firme como en el terreno circundante.- Servir de almacn eventual de la nieve retirada de la calzada.Las cunetas pueden construirse de diferentes materiales en funcin de la velocidad de circulacin del agua en su seno, magnitud que depende directamente de la inclinacin longitudinal de la cuneta, que suele coincidir con la adoptada para la va. Una velocidad superior a la tolerable por el material causara arrastres y erosiones del mismo, reduciendo la funcionalidad de la cuneta. As, para bajas velocidades no es necesario efectuar ningn revestimiento, mientras que si sta supera los 4.5 m/s. es necesario revestir las paredes de hormign.Ubicacin Como ya se ha comentado, las cunetas suelen ubicarse generalmente en los laterales de la calzada, aunque ste no es el nico lugar donde pueden encontrarse.Otras disposiciones propias de las cunetas son:Cunetas de coronacin de desmonte: Se colocan en la parte ms alta del desmonte para evitar la erosin y arrastre de materiales que conforman talud, as como para aliviar parte del caudal que debera recoger la cuneta principal, interceptando la escorrenta de las laderas circundantes.Cuneta de coronacin de terrapln: Al igual que las anteriores, evitan que el agua recogida por la calzada penetre en el talud, lo que podra ocasionar arrastres e incluso el desmoronamiento parcial del terrapln. Son de menor tamao, ya que nicamente deben evacuar el agua recogida en el firme.Cuneta de pie de terrapln: Su misin es recoger las aguas que caen sobre el talud del terrapln y sobre el terreno circundante, sobre todo si su pendiente vierte hacia el propio relleno, ya que podra llegar a erosionar gravemente la base del mismo.

CONTRACUNETAS Las contracunetas son zanjas o bordos que se construyen en las laderas localizadas aguas arriba de los taludes de los cortes, con el Objeto de interceptar el agua que escurre sobre la superficie del terreno natural, conducindola a una caada inmediata o a una parte baja delterreno, para evitar el saturamiento hidrulico de la cuneta y el deslave o erosin del corte. Segn lo indique el proyecto o la Secretara, las Zanjas pueden estar recubiertas o no y los bordos pueden ser de tierra, Concreto o suelo-cemento.Las contracunetas son zanjas, generalmente paralelas al eje de la carretera, construidas a una distancia mnima de 1.50 metros de la parte superior de un talud en corte. Su seccin transversal es variable, siendo comunes las de forma triangular o cuadrada. Su ubicacin, longitud y dimensiones deben ser indicadas por personal con experiencia en el campo de las carreteras. Se acostumbra a construir las contracunetas cuando el agua que llega al talud es mucha, y para taludes que sobrepasan los 4 metros de alto.

BOMBEOS

Es la inclinacin que se da a ambos lados del camino, para drenar la superficie del mismo, evitando que el agua se encharque provocando reblandecimientos o que corra por el centro del camino causando daos debido a laerosin.

ZAMPEADOSEs una proteccin a la superficie de rodamiento o cunetas, contra la erosin donde se presentan fuertes pendientes. Se realza con piedra, concreto ciclpeo o concreto simple.

DRENAJE TRANSVERSAL

Permite el paso del agua a travs de los cauces naturales bloqueados por la infraestructura viaria, de forma que no se produzcan destrozo en esta ltima. Comprende grandes y pequeas obras de paso, como puentes o viaductos.Se denomina obra de drenaje transversal a toda aquella que permita la continuidad de la red de drenaje naturaldel terreno en el sentido transversal del flujo. Se distinguen dos tipos: Obras de fbrica (O.F.), cuya seccin es determinante para el desage del cauce. Obras de mayor entidad (puentes, viaductos,..) y, en general, aquellas obras de ms de 10 m. de luz y asociadas a cauces y caudales importantes (Q (T=100 aos))> 50 m3 / sg)Finalidad tcnica de un drenaje transversalSu finalidad es permitir el paso transversal del agua sobre un camino, sin obstaculizar el paso. En este tipo de drenajes, algunas veces ser necesario construir grandes obras u obras pequeas denominadas obras de drenaje mayor y obras de drenaje menor, respectivamente.Las obras de drenaje mayor requieren de conocimientos y estudios especiales, entre ellas podemos mencionar los puentes, puentes vado y bvedas.Objetivo del drenaje transversalEl objetivo del drenaje transversal es dar paso rpido al agua que no pueda desviarse de otra forma y tenga que cruzar de un lado a otro del camino. En estas obras de drenaje transversal estn comprendidos los puentes y las alcantarillas.En cuanto a las alcantarillas es recomendable construirlas cada 200metros como mximo, y necesariamente en las curvas verticales cncavas, utilizando tubera de 24 como mnimo. Como obras de proteccin pueden citarse: muros, revestimientos, desarenadotesydisipadoresdeenerga.Alastuberasselesconstruirn muros cabezales en la entrada y salida, y tragante en la entrada cuando se trate de alcantarillas que servirn para aliviar cunetas o de corrientes muy pequeas. Cuando se trate de corrientes que su rea de descarga no pase de 2 metros cuadrados se les har muros cabezales y en lugar de tragante de entrada se instalarn aletones rectos, a 45 o en L.El colchn mnimo para proteccin de los tubos, deber ser de 0.60metros para que la carga viva se considere uniformemente distribuida.

En eldrenaje transversal encontramos: Alcantarilla Bvedas Puentes-Vado Puentes

1) Alcantarillas:Las alcantarillas son estructuras transversales al camino que permiten el cruce del agua y estn protegidas por una capa de material en la parte superior.Puedenser,deconcretodeseccinrectangular,circularotipoherradura,obien metlicas de tipo abovedada o circular. La seleccin de la mejor alcantarilla es bsicamente de tipo econmico; y estas estructuras deben proyectarse de tal manera que: No se generen remansos queamplen las reas de inundacin previstas. Se impida la socavacin a lasalida de la alcantarilla, mediante proteccin adecuada o en caso necesario el uso de disipadores. Se tengacapacidad estructural adecuada

Dimetros mnimos.

Para carreteras importantes: 91 cms (36) Donde exista la posibilidad de obstruccin: 1.22 m. (48) Para carreteras secundarias: 61 cms(24) En caminos o vas de acceso: 46 cms(18)

2) Bvedas:Las bvedas de medio punto construidas con mampostera son adecuadas cuando requerimos salvar un claro de gran altura de la rasanteal piso del rio.

3) PUENTES VADO.

El puente vado, es una estructura en forma de puente y con caractersticas debido, que permite el paso del agua a travs de claros inferiores en niveles ordinarios, y por la parte superior cuando se presentan avenidas con mximas extraordinarias, se construyen mediante tubos o cajones de concreto hidrulicos en cauces que presentan un gasto pequeo en forma permanente. Funcionan como alcantarillas conservando seca la superficie de rodamiento hasta el momento en que el gasto excede la capacidad de los tubos, funcionando entonces como vado.

4) PUENTES.

Unpuentees una construccin que permite salvar un accidente geogrfico como unro, uncan, unvalle, unacarretera, uncamino, unava frrea, uncuerpo de aguao cualquier otro obstculo fsico. El diseo de cada puente vara dependiendo de su funcin y de la naturaleza del terreno sobre el que se construye.Su proyecto y su clculo pertenecen a laingeniera estructural, siendo numerosos los tipos de diseos que se han aplicado a lo largo de la historia, influidos por los materiales disponibles, las tcnicas desarrolladas y las consideraciones econmicas, entre otros factores. Al momento de analizar el diseo de un puente, la calidad del suelo o roca donde habr de apoyarse y el rgimen del ro por encima del que cruza son de suma importancia para garantizar la vida del mismo.Tipos de puentesLospuentes de madera:son ligeros, baratos, poco resistentes, de corta duracin y muy vulnerables; actualmente slo se conciben en obras provisionales.

Lospuentes de fbrica, en piedra, ladrillo y hormign en masa, son siempre puentes en arco, pues estos materiales slo resisten esfuerzos de compresin; su duracin es ilimitada, pues todava se usanpuentes romanos, sin prcticamente gastos de conservacin. La imposibilidad de mecanizar su construccin hace que sean de coste muy elevado. Con los puentes de fbrica, prcticamente nicos hasta el s. XVIII, no pueden alcanzarse grandesluces, por lo que no se construyen. El desarrollo de la industria metalrgica orient hacia los metales la tcnica de construccin de puentes, impulsada particularmente por el desarrollo del ferrocarril.

Lospuentes metlicos, inicialmente construidos con hierro colado y hierro forjado y, despus, con acero laminado, marcaron una poca en la ingeniera de caminos, pues admiten las ms diversas soluciones tcnicas, permiten grandes luces a la altura justa, se prestan a sustituciones y ampliaciones y son de rpida construccin. Sus inconvenientes son el elevado precio de la materia prima, los gastos de mantenimiento por su sensibilidad a los agentes atmosfricos y gases corrosivos y su excesiva deformacin elstica. Estos puentes pueden ser dearco,viga,tirantes, etc.; y el acero puede presentar diversas formas segn trabaje portraccin,compresinoflexin, pudiendo estar unidas las piezas porremachado en caliente o porsoldadurafundamentalmente. Las pilas y estribos pueden ser de hierro o, generalmente, de hormign.

Lospuentes de hormign armado, posteriores cronolgicamente a los metlicos, son preferentemente de arco y viga, adaptndose el hormign a variadas soluciones que permiten aprovechar un mismo elemento para varios fines. Admiten luces intermedias entre los de fbrica y los metlicos, no tienen gastos de mantenimiento y son de rpida construccin, particularmente si se utilizan elementos prefabricados. Al ser discreto su coste se utiliza mucho e construcciones no muy atrevidas.Lospuentes de hormign pretensado, que permiten grandes luces con suma esbeltez, son de rpido montaje, no precisan gastos de mantenimiento y presentan grandes posibilidades estticas; se han impuesto actualmente en las principales redes viarias del mundo.Segn la posicin del tablero, los puentes pueden ser detablero superior, cuando el piso de rodadura est en la parte superior de los rganos de sostn, y detablero inferior, cuando ste va situado entre las armaduras. Segn su destino, algunos puentes reciben nombres particulares; asviaductos, paracarreteraoferrocarril,acueductos, para conduccin de agua y pasarelas. Pequeos puentes, generalmente de madera, para peatones. Se llamanpuentes fijoslos anclados de forma permanente en las pilas,puentes mvileslos que pueden desplazarse en parte para dar paso a embarcaciones.

Los puentes de pontoneslos apoyados sobre soportes flotantes, generalmente mviles, y se usan poco.

ENTRE LOS PUENTES FIJOS ESTN:Lospuentes de placas, cuya armadura es una plancha de hormign armado o pretensado, que salva la distancia entre las pilas; esta construccin, usual sobre autopistas, presenta muchas ventajas para luces no muy grandes.

Lospuentes de vigas simplessalvan las luces mediante vigas paralelas, generalmente de hierro o de hormign pretensado, y sobre cuya ala superior est la superficie de rodadura.

Puentes de vigas compuestasestn formados por dos vigas laterales, compuestas por alas de chapa soldadas perpendicularmente a otra que sirve de alma; permiten grandes luces y pueden ser de tablero superior o inferior.

Lospuentes de armadura en celosa son semejantes a los anteriores, pero con vigas en celosa, con elementos de acero soldado o remachado; permiten grandes luces y admiten diversas modalidades, tanto en tablero superior como inferior. Lospuentes continuosposeen una superestructura rgida, de vigas en celosa (de acero de alma llena u hormign), apoyada en tres o ms pilas; admiten grandes luces, pero son muy sensibles a los asientos de las pilas. Muy importantes son

Lospuentes arqueados, entre los que se incluyen los legados por la antigedad, y que ahora el acero y los hormigones armado y pretensado permiten construir con grandes luces y pequea curvatura; pueden ser de tablero superior, de acero contmpanodecelosao de arcadas y de hormign, con tmpano abierto o macizo, y de tablero inferior, discurriendo la calzada entre los arcos, paralelos o no, con diversos tipos de sujecin.

Puentes cantilverconstan esquemticamente de dos voladizos simtricos que salen de dos pilas contiguas, unindose en el centro por unas vigas apoyadas y suelen anclarse en los estribos simtricamente opuestos respecto al centro. Los puentes cantilver presentan diversas construcciones, en arco o viga, de acero u hormign, y pueden salvar grandes luces, sin necesidad de estructuras auxiliares de apoyo durante su construccin. Los puentes que salvan las mayores luces son:

lospuentes colgantes , que constan de un tablero suspendido en el aire por dos grandes cables, que forman sendas catenarias, apoyadas en unas torres construidas sobre las pilas. El tablero puede estar unido al cable por medio de pndolas o de una viga de celosa. Existen diversos puentes colgantes con luces superiores a 1000 m.Lospuentes mvilesestn construidos sobre las vas de navegacin y permiten el paso de los barcos, desplazando una parte de la superestructura. Lospuentes levadizosson sencillos y prcticos para luces no muy grandes; el ms usado es el detipo basculante, formado por uno o dos tableros, apoyados por un eje en las pilas y convenientemente contrapesados, que se elevan por rotacin sobre el eje. Suelen construirse en acero, pero se han hecho ensayos con metales ligeros (duraluminio).

Lospuentes de elevacin verticalse usan para mayores luces y constan de una plataforma, que se eleva verticalmente mediante poleas siguiendo unas guas contiguas; la plataforma suele ser de acero con vigas de celosa o de alma llena.

Lospuentes giratoriosconstan de una plataforma apoyada en una pila y capaz de girar 90, dejando abiertos a cada lado un canal de circulacin. Slo usados para pequeas luces, como los anteriores, son movidos, generalmente, por motores elctricos.

Criterios de diseosLa topografa: es una ciencia geomtrica aplicada a la descripcin de la realidad fsica inmvil circundante. Es plasmar en un plano topogrfico la realidad vista en campo, en el mbito rural o natural, de la superficie terrestre; en el mbito urbano, es la descripcin de los hechos existentes en un lugar determinado: muros, edificios, calles, entre otros.Se puede dividir el trabajo topogrfico como dos actividades congruentes: llevar "el terreno al gabinete" (mediante la medicin de puntos o revelamiento, su archivo en el instrumental electrnico y luego su edicin en la computadora) y llevar "el gabinete al terreno" (mediante el replanteo por el camino inverso, desde un proyecto en la computadora a la ubicacin del mismo mediante puntos sobre el terreno). Los puntos relevados o replanteados tienen un valor tridimensional; es decir, se determina la ubicacin de cada punto en el plano horizontal (de dos dimensiones, norte y este) y en altura (tercera dimensin)

La Hidrulica: esla tecnologa que emplea un lquido, bien agua o aceite (normalmente aceites especiales), como modo de transmisin de la energa necesaria para mover y hacer funcionarmecanismos. Bsicamente consiste en hacer aumentar la presin de este fluido (el aceite) por medio de elementos del circuito hidrulico (compresor) para utilizarla como un trabajo til, normalmente en un elemento de salida llamado cilindro. El aumento de esta presin se puede ver y estudiar mediante el principio de Pascal.

Lahidrologa: es una rama de lasciencias de la Tierraque estudia las propiedades fsicas, qumicas y mecnicas delaguacontinental y martima, su distribucin y circulacin en la superficie de la Tierra, en lacorteza terrestrey en laatmsfera. Esto incluye lasprecipitaciones, laescorrenta, la humedad delsuelo, laevapotranspiraciny el equilibrio de las masasglaciares.

Diseo estructural: tiene como finalidad la de proporcionar una representacin de un entorno educativo de forma independiente de la tecnologa. Esta representacin se basa en una propuesta de arquitectura abstracta por niveles que permite describir los aspectos que conforman el contenido, la estructura, las actividades y otros aspectos que se pueden llevar a cabo en un entorno educativoEl diseo estructural se realiza a partir de un adecuado balance entre las funciones propias que unmaterialpuede cumplir, a partir de sus caractersticas naturales especficas, suscapacidadesmecnicas y el menor costo que puede conseguirse. El costo de laestructurasiempre debe ser el menor, pero obteniendo el mejor resultado a partir de un anlisis estructural previo.El diseo estructural debe siempre de obtener un rendimiento balanceado entre la parte rgida y plstica de los elementos, ya que en muchas ocasiones, un exceso en alguno de estos dos aspectos puede conducir al fallo de la estructura.

DRENAJE SUBTERRANEOSu misin es impedir el acceso del agua a capas superiores de la carretera, especialmente al firme, por lo que debe controlar el nivel fretico del terreno y los posibles acuferos y corrientes subterrneas existentes. Emplea diversos tipos de drenes subterrneos, arquetas y tuberas de desage, o de la disposicin geomtrica con respecto al eje de la va:

ELEMENTOS DE DRENAJE SUBTERRNEOLas recomendaciones para el proyecto y construccin del drenaje subterrneo en obras de carretera establecen que el proyecto deber definir con el nivel de detalle que en cada caso proceda, los sistemas de drenaje subterrneo a disponer, justificando convenientemente su eleccin y adecuacin a cada caso.Se definen a continuacin una serie de criterios bsicos relativos a los elementos de drenaje subterrneo de ms frecuente utilizacin en obras de carretera. Algunos de ellos son especficos en este tipo de trabajos, mientras que otros son de uso ms general; en este ltimo caso se han reflejado los principales aspectos de aplicacin dentro del mbito de este documento.

ZANJAS DRENANTESSon zanjas rellenas de material drenante y aisladas de las aguas superficiales, en el fondo de las cuales generalmente se dispone tubera drenante.Las zanjas drenantes se proyectarn para proteger las capas de firme y la explanada de la infiltracin horizontal, para evacuar parte del agua que pudiera haber penetrado por infiltracin vertical, as como para rebajar niveles freticos y drenar localmente taludes de desmonte o cimientos de rellenos.

PRESCRIPCIONES ESPECFICAS SOBRE LA ZANJA DRENANTEEn el proyecto de las zanjas drenantes deben observarse los siguientes aspectos: Si el terreno natural y el relleno de la zanja no cumplieran condiciones de filtro. Si el fondo de la zanja no estuviera situado en terreno impermeable, se deber considerar la conveniencia de impermeabilizar. Cuando se lleve a cabo la impermeabilizacin artificial del fondo, se recomienda disponer una solera de hormign con seccin transversal en forma de V o artesa con pendientes iguales o superiores al cinco por ciento (5%). Salvo justificacin expresa en contra del proyecto, las zanjas se proyectarn con tubera drenante en el fondo, la cual resulta muy conveniente para canalizar las aguas captadas y posibilitar los trabajos de limpieza y conservacin. Cuando en la seccin transversal de la carretera se dispongan suelos estabilizados in situ prximos a la ubicacin de una zanja drenante, debern prescribirse las precauciones necesarias para evitar la contaminacin.DESAGE DE LA ZANJA DRENANTELas zanjas drenantes no debern recibir ms caudales que los captados por ellas mismas en los tramos situados entre arquetas o pozos de registro. Una vez en el pozo de registro o arqueta, las aguas se evacuarn a cauce natural.Desage directoEn los casos excepcionales, convenientemente justificados en el proyecto, en los que una zanja drenante hubiera de desaguar directamente al exterior sin haberlo hecho previamente a un colector, deber garantizarse que el vertido se realice a un punto con salida a la red de drenaje superficial o preferiblemente a un cauce.

PANTALLAS DRENANTES

Las pantallas drenantes, o pantallas drenantes de borde, son zanjas bastante ms profundas que anchas su anchura no suele superar los veinticinco centmetros (25 cm) , que se disponen normalmente en el borde de capas de firme o explanada, en cuyo interior se dispone un filtro geo textil, un alma drenante y generalmente, un dispositivo colector en la parte inferior.FILTROS Y MATERIALES DRENANTESLos filtros utilizados ms frecuentemente son los rellenos localizados de material drenante y los geo textiles.

TUBERA DRENANTELa tubera drenante es una tubera perforada, ranurada, etc., que normalmente estar rodeada de un relleno de material drenante o un geo textil, y que colocada convenientemente permite la captacin de aguas freticas o de infiltracin.El dimetro interior mnimo de los tubos ser de ciento cincuenta milmetros (150mm), salvo justificacin en contra del proyecto efectuada teniendo en cuenta las necesidades de limpieza y conservacin del sistema.

COLECTORESLos colectores son tuberas enterradas conectadas a arquetas o pozos de registro, de los que recogen las aguas provenientes de los elementos de drenaje.En ningn caso se proyectarn colectores perforados, ranurados, con juntas abiertas, etc., para captar directamente aguas del terreno.

ARQUETAS Y POZOS DE REGISTROEl fondo de la arqueta o pozo de registro estar constituido por una solera que garantice su impermeabilidad. Cuando las posibles filtraciones desde los pozos o arquetas puedan afectar a materiales susceptibles al agua (suelos tolerables con un contenido de yesos.Para evitar acumulaciones de agua en el contacto entre la zanja y la arqueta o pozo, se proyectar en el fondo de la zanja, al menos en los cinco metros (5 m) ms prximos a la arqueta o pozo, una solera de hormign en la que la tubera drenante se encuentre embebida al menos cinco centmetros (5 cm) al llegar a la seccin de insercin.