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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)