Continuamos con las publicaciones relacionadas al diseño general de carreteras y sus componentes, procederemos a detallar el contenido y compartimos el manual de hidrología, hidráulica y drenaje de carreteras de la ABC (Administradora Boliviana de Carreteras), este manual forma parte del compendio de documentos técnicos de ABC para las Carreteras de Bolivia; el mencionado manual es útil para todos los ingenieros, especialistas, proyectistas, estudiantes y todo aquel que precise información relacionada a la hidrología, hidráulica, drenaje presentes al momento de diseñar una carretera.
Este manual técnico sirve en líneas generales para diseñar elementos de drenaje de excedentes de aguas como medidas de protección del camino o carretera propiamente dicha, este volumen consta de 8 capítulos, detallados a continuación.
Volumen 2: Contenido del Manual de hidrología, hidráulica y drenaje de carreteras
Se recomienda literalmente en la parte introductoria del documento “El actual Volumen presenta recomendaciones y normas de diseño generales para ayudar al Ingeniero Proyectista a conseguir una razonable uniformidad en el diseño de estas obras. En ningún caso, el contenido del Volumen reemplaza el conocimiento de los principios básicos de la Ingeniería ni a un adecuado criterio profesional. Debe tenerse presente que la solución de problemas de drenaje superficial y subterráneo implica, a veces, problemas complejos que no podrán ser resueltos sólo con las recomendaciones del manual, debiendo ser abordados por especialistas. En estos casos, el contenido del capítulo, permitirá al Ingeniero proyectista, identificar el problema así como contar con la visión general necesaria para interactuar con los diversos ingenieros especialistas”; texto que reiteramos a los usuarios y visitantes tomar en cuenta.
1. Hidrología, información meteorológica.
En este capítulo se explica cómo obtener caudales de diseño a partir de información hidrológica (para el diseño de obras de drenaje de la carretera), se explican metodologías y diferentes criterios de análisis hidrológico, entre la información que se puede encontrar se encuentra: elección del periodo de retorno, caracterización hidrográfica del área de estudio (delimitación de cuencas – áreas de aporte, tiempos de concentración), recopilación de datos/información meteorológica, análisis de datos hidrológicos (Estadística hidrológica, análisis de frecuencia, obtención de curvas IDF: Intensidad, Duración, Frecuencia) y finalmente estimación de caudales de diseño (métodos directos, regionales e indirectos) para diseñar y dimensionar las obras de drenaje de carreteras.
2. Drenaje transversal en carreteras (alcantarillas).
Detalla antecedentes del terreno necesarios (características topográficas, de cauce, datos de crecidas y estudio de la hoya hidrográfica); asimismo se da información para la ubicación, alineación, pendientes a considerar en las alcantarillas (ubicación en planta, perfil longitudinal → tipo – forma – materiales – sección de las alcantarillas).
Considerando la información del párrafo anterior se procederá al diseño hidráulico y dimensionamiento de alcantarillas: características del flujo, variables de diseño, diseños de las entradas y salidas; se seguirán metodologías para la selección del tamaño de una alcantarilla (Se incluye ejemplo de diseño de alcantarillas).
Se explican también criterios de instalación de alcantarillas y sus condiciones de servicio (mantenimiento, abrasión, corrosión).
3. Drenaje de la plataforma, drenaje de aguas superficiales en la carretera
Se desarrollan criterios de diseño e información acerca canales longitudinales, cunetas, bajantes de agua; así también criterios de diseño de elementos de recolección de agua superficial (sumideros, rejillas, diseño de tubos en colectores) principalmente proveniente de lluvias. A modo de información complementaria se explican modelos computacionales y se dan ejemplos de sumideros tipo.
4. Diseño de canales en régimen uniforme
Este capítulo detalla el diseño hidráulico de canales en régimen uniforme (explica las características del flujo uniforme); también se encuentra información acerca canales revestidos o no erosionables (analizando revestimiento, velocidades, taludes, revancha, sección hidráulica optima) y canales erosionables (analiza velocidades y fuerza de tractiz permisible). Se desarrolla información acerca revestimientos y modificaciones en canales existentes.
5. Drenaje de aguas subterráneas en carreteras
Explica los elementos de drenaje de las mencionadas aguas, desarrollando información y metodologías de diseño hidráulico de pantallas impermeables, drenes horizontales o subdrenes, drenes de penetración, colchones de drenaje, trincheras estabilizadoras, pantallas de drenaje, galerías de drenaje, pozos verticales de drenaje y subdrenaje de estructuras de contención. Se detalla también las condiciones y especificaciones para su correcta instalación.
6. Procedimientos y técnicas de hidráulica y mecánica fluvial.
En este capitulo se desarrolla información según los siguientes puntos:
– Fundamento conceptual (fenómenos de transporte de sedimentos, procesos fluviales y métodos de análisis)
– Información básica (Topografía del cauce y zonas adyacentes, granulometría de los sedimentos movilizados por las aguas, caudales medios, máximos y periodos de retorno)
– Coeficientes de rugosidad (Manning, compuesta).
– Métodos de cálculo hidráulico fluvial (Métodos unidimensionales de lecho fijo-móvil, métodos bidimensionales de lecho fijo).
– Métodos de cálculo mecánico fluvial (ondas sedimentarias en un cauce aluvial, procesos de acorazamiento en cauces constituidos por sedimentos gruesos bien gradados, transporte incipiente o critico de sedimentos no cohesivos, transporte de sedimentos, procesos naturales de socavación – sedimentación en cauces, procesos de degradación inducidos y su cuantificación).
– Métodos de cálculo de la socavación (se explica el fenómeno de socavación, fórmulas de cálculo de la socavación local al pie de pilas, socavación en estribos de puentes y espigones, socavación aguas abajo de estructuras hidráulicas, socavación general de un cauce fluvial).
– Nivel de aguas máximas para puentes.
7. Defensas fluviales en carreteras
Se explica en este capítulo definiciones y conceptos generales (Tipos de obras fluviales, elementos constructivos básicos, componentes de una obra de defensa fluvial), metodologías, procedimientos y técnicas de diseño hidráulico (diagnóstico del problema a resolver, información básica, requerimientos específicos).
Considerando la información del párrafo anterior se explican los criterios generales para el diseño de obras destinadas a guiar o dirigir el flujo de un determinado cauce (espigones, defensas longitudinales, obras de retención de sedimentos) y los aspectos constructivos para el mantenimiento de las obras.
8. Criterios ambientales en el diseño de drenaje de carreteras
Incorpora criterios ambientales para la orientación de los responsables de diseño del proyecto; los mencionados criterios pueden ser tomados como una lista de tareas que se deben realizar antes de considerar los diseños concluidos, la finalidad es reducir la degradación ambiental que la obra vial y sus elementos complementarios podrían producir. Entre los criterios ambientales podemos citar los relacionados al diseño vial, a los estudios hidrológicos y de drenaje, diseño en la estabilización de taludes.
Nuevamente damos todo el crédito que corresponde a la Administradora Boliviana de Carreteras ABC y a las personas que recopilaron y ordenaron toda la información del presente manual; mismo que fue puesto a disposición de los interesados en este tema. El documento correspondiente al manual de hidrología, hidráulica y drenaje de carreteras puede ser encontrado a continuación: Manual de hidrología, hidráulica y drenaje ABC
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