Diseño de las Obras de Drenajes

Para el diseño de las obras de drenajes se tomo en cuenta un bombeo de

2% para la calzada y por ende se presenta el diseño de las cunetas las cuales

estarán ubicadas de manera longitudinal en la vía, igualmente el diseño de las

bateas las cuales estas ubicadas transversalmente al eje de la vía. A

continuación se presentan los parámetros del diseño:

Área a drenar:

El área a drenar está representada por la estructura vial (drenaje superficial).

Se usara el método racional el cual se basa en la siguiente fórmula:

Q= C x I x A

Donde:

C: Es el coeficiente de escorrentía que representa la relación entre el gasto

máximo y la precipitación.

I: Es la intensidad promedio de la lluvia cuya duración es igual al tiempo de

concentración, y viene expresado en lts/seg/ha.

A: Es el área de la cuenca contribuyente expresada en ha. (Según Manual de

drenaje MOP, 1967)

Determinación del Coeficiente C

C: Coeficiente de escorrentía

Por tener características arcillosas y pendientes menor 2% en el terreno se

toma como valor de coeficiente de escorrentía a 0.17

Figura Nº 11: VALORES DE COEFICIENTES DE ESCORRENTÍAS DE

ACUERDO AL TIPO DE TERRENO

Fuente: (Manual de drenaje MOP 1967)

Figura Nº12: Frecuencia de Diseño

Fuente: (Manual de drenaje MOP 1967)

Diseño de cunetas: Este se realizo mediante la evaluación de cuatros tramos

debido a la diferencia de pendiente existente en la longitud total de la vía en

estudio.

Tramo I: 0+000 – 1+790

Tramo II: 1+790 – 2+910

Tramo III: 2+910 – 4+160

Tramo IV: 4+160 – 4+762

Calculo del tiempo de Concentración:

Tc=0.0195(L3/H)0.385

Tc= tiempo de concentración (min).

l= longitud del cauce principal (m).

H= diferencia de elevación (m).

Tramo I:

Tc= 0.0195(17903/11)0.385 Tc= 44,27 min

Tramo II:

Tc= 0.0195(11203/4)0.385 Tc= 38,03 min

Tramo III:

Tc= 0.0195(12503/4)0.385 Tc= 43,17 min

Tramo IV:

Tc= 0.0195(6023/4)0.385 Tc= 18,56 min

Obteniendo el valor del tiempo de concentración y estando asentado el

diseño en la región Nº VII y con un frecuencia de ocurrencia para 10 años se

tiene la siguiente intensidad.

Valores de Intensidad

Figura Nº12: Intensidad-Duración

Fuente: (Manual de drenaje MOP 1967)

Tramo I

Tramo II

Tramo III

Tramo IV

Intensidad tramo I: 180 lts/seg/ha

Intensidad tramo II: 190 lts/seg/ha

Intensidad tramo III: 180 lts/seg/ha

Intensidad tramo IV: 290 lts/seg/ha

Área de distribución de la calzada utilizada para el diseño Longitudinal

(cunetas) de la vía.

Tramo I

A = Área en Ha = ((3,30 mts* 1790 mts) /10000 m2*ha) = 0,59 Ha

Q=0 ,17 x 180 lpsHax 0,59Ha

Q= 18,05lps

Tramo II

A = Área en Ha = ((3,30 mts* 1120 mts) /10000 m2*ha) = 0,37 Ha

Q=0 ,17 x 190 lpsHax 0,37Ha

Q= 11,95lps

Tramo III

A = Área en Ha = ((3,30 mts* 1250 mts) /10000 m2*ha) = 0,41 Ha

Q=0 ,17 x 180 lpsHax 0,41Ha

Q= 12,55lps

Tramo IV

A = Área en Ha = ((3,30 mts* 620 mts) /10000 m2*ha) = 0,20 Ha

Q=0 ,17 x 290 lpsHax 0.20Ha

Q= 9,86lps

Debido a que el caudal más desfavorable se presenta en el tramo I, se

tomara este como referencia para el diseño de las cunetas perteneciente a toda

la vía en estudio, ya que si cumple para este tramo para los otros tramos

funcionara con mayor eficiencia. En tal sentido teniendo como resultado del

caudal de diseño a 18,05 Lts/ Seg el cual se proyecta para que descargar en

los extremos de la calzada de la vía, se toma como sección más generalizada

para el drenaje longitudinal una cuneta tipo D según normas para proyectos de

carreteras MTC 1997 la cual se encuentre entre 60 lts/Seg para una pendiente

de 0,5 % hasta 120 lts / Seg para una pendiente de 6%.

Figura Nº13: Cuneta tipo D

Fuente: (Manual de drenaje MOP 1967)

Diseño de bateas

Calculo del tiempo de Concentración:

Tc=0.0195(L3/H)0.385

Tc= tiempo de concentración (min).

l= longitud del cauce principal (m).

H= diferencia de elevación (m).

H= 41 m –31 m = 10 m.

L= 1992 m.

Tc= 0.0195(19923/9)0.385 Tc= 51,96 min

Valores de Intensidad

Figura Nº14: Intensidad-Duración

Fuente: (Manual de drenaje MOP 1967)

Intensidad: 165 lts/seg/ha

Área

A = Área en Ha = ((118113 m2) /10000 m2*ha) = 11,81 Ha

Q=0,17 x165 lpsHax 118,11Ha

Q=331,27lps

Se obtuvo un caudal de 331,27lts/seg el cual corresponde para el diseño

de una batea ya que cumple con el caudal máximo el cual es 3000Lts/seg.

Según Manual Drenaje MOP 1967.

Figura Nº15: Sección típica Batea

Fuente: (Manual de drenaje MOP 1967)