¿Qué son Obras de Sub Drenaje?
Las obras de subdrenaje se refieren a las instalaciones y estructuras diseñadas para gestionar y controlar el agua interna que afecta la estabilidad de las carreteras. Estas obras tienen como objetivo principal reducir los efectos desfavorables del agua interna sobre las calzadas y explanaciones. Algunas características y objetivos de las obras de subdrenaje incluyen:
- Control del Agua Interna: Las obras de subdrenaje están destinadas a controlar el agua interna que puede surgir tanto desde el interior (ascensión capilar) como desde el exterior (fuentes de agua en taludes o banca).
- Facilitar Construcción: Contribuyen a la ejecución de las explanaciones durante la fase de construcción de la carretera, ayudando a gestionar el agua que podría dificultar las obras.
- Mejorar la Estabilidad: Buscan aumentar la capacidad portante de la subrasante, reduciendo así el espesor del pavimento. Además, contribuyen a la estabilidad de los taludes mediante la orientación más favorable de los flujos de agua interna y la reducción de las presiones intersticiales.
Por otro lado, las obras de drenaje vial se refieren a las estructuras diseñadas para controlar el agua superficial en las carreteras. Estas obras se ocupan de gestionar el agua de lluvia que se acumula en la superficie de la carretera y aseguran su evacuación eficiente. Algunas de las obras de drenaje vial pueden incluir cunetas, alcantarillas y otros dispositivos para recoger y conducir el agua de lluvia lejos de la carretera.
¿Cómo se manifiesta la humedad?
Si bien sabemos que las aguas lluvias afectan la cara superficial de las vías, la necesidad de estos Sub drenes nace por las siguientes formas en las que se puede presentar la humedad:
1. Ascensión Capilar:
El agua puede manifestarse por ascensión capilar desde el nivel freático, ya sea por fenómenos de succión en fase líquida o vapor. Para entender esto mejor debemos entender como funciona la llamada “Humedad por Capilaridad”.
¿Qué es la humedad por Capilaridad?
La ascensión capilar es un fenómeno por el cual el agua asciende a través de un medio poroso, como suelos, rocas o materiales de construcción, contra la gravedad. Este proceso ocurre debido a la capacidad de los capilares (pequeños espacios interconectados dentro del material) para atraer y retener agua.
En el contexto de la construcción de carreteras o estructuras, la ascensión capilar puede ser un problema cuando el agua sube desde el nivel freático a través de los poros de los suelos o materiales utilizados en la construcción. Este fenómeno puede causar diversos inconvenientes, como daño a las estructuras, afectación de la estabilidad del suelo y la presencia constante de humedad.
En el caso de carreteras, si no se maneja adecuadamente, la ascensión capilar puede contribuir a la presencia continua de agua en la subrasante y afectar la estabilidad de la carretera. Por esta razón, en las obras de subdrenaje, se implementan medidas para controlar y mitigar la ascensión capilar, como la instalación de sistemas de drenaje que ayudan a evacuar el agua interna y mantener condiciones más secas en la estructura de la carretera.
2. Fuentes de Agua en Taludes o Banca:
Pueden aparecer fuentes de agua aisladas o repartidas en los taludes o la banca, lo que no solo dificulta la construcción de nuevas obras, sino que también compromete la estabilidad de las carreteras después de su construcción.
3. Infiltración de Agua de Lluvia:
Aunque parte del agua de lluvia se evacua por dispositivos de drenaje superficial, una porción puede infiltrarse a través de los taludes, las bermas o incluso ocasionalmente a través del pavimento.
¿Qué dispositivos de Subdrenaje Existen?
Principalmente se hablan de dos, los cuales son comúnmente usados:
Subdrenes Longitudinales:
Los subdrenes longitudinales son componentes esenciales en el sistema de drenaje interno de carreteras, desempeñando un papel fundamental en la gestión del agua subterránea. Su diseño y función están específicamente orientados a abordar diversos desafíos hidrogeológicos y geotécnicos asociados con la construcción y mantenimiento de carreteras. A continuación, se presenta una explicación detallada de los subdrenes longitudinales:
Definición y Función:
Los subdrenes longitudinales son canales o tuberías dispuestas a lo largo de la carretera, generalmente en zonas de corte, con el propósito principal de abatir el nivel freático, eliminar aguas de filtración y derivar fuentes de agua situadas debajo de la subrasante. Estos dispositivos contribuyen significativamente a mantener la estabilidad de la infraestructura vial al controlar eficientemente el flujo de agua subterránea.
Instalación y Diseño:
La disposición y diseño de los subdrenes longitudinales son críticos para su efectividad. Por lo general, se colocan a ambos lados de la banca de la carretera, en zonas estratégicas donde el agua subterránea puede ser un desafío. La instalación adecuada implica la consideración de la pendiente del terreno y la profundidad a la que se encuentran las fuentes de agua, asegurando una captación eficiente.
Beneficios Adicionales:
Además de su función principal en el control del agua subterránea, los subdrenes longitudinales también pueden contribuir a la mejora de las propiedades geotécnicas del suelo, reduciendo las presiones intersticiales y, por ende, aumentando la estabilidad de los taludes.
Capas Drenantes:
Las capas drenantes son elementos clave en el sistema de drenaje interno de carreteras, desempeñando un papel crucial en la gestión de las aguas de filtración y la prevención de problemas asociados con la acumulación de agua en la subrasante y las capas del pavimento. A continuación, se ofrece una explicación detallada de las capas drenantes y sus características distintivas:
Definición y Propósito:
Una capa drenante es un estrato específico dentro de la estructura de la carretera diseñado para recoger y eliminar el agua de filtración. Su propósito principal es prevenir la acumulación de agua en la subrasante y mejorar la capacidad portante del pavimento al mantener el suelo libre de saturación.
Ubicación y Construcción:
Las capas drenantes se ubican estratégicamente en zonas de corte o terraplenes, dependiendo de la topografía y la hidrogeología del área. En zonas de corte, se construyen sobre la subrasante como la primera capa del pavimento, mientras que, en terraplenes, se colocan entre el terreno natural y el cuerpo del terraplén.
Conexión con Otros Elementos de Drenaje:
Una característica crucial de las capas drenantes es su conexión con otros elementos del sistema de drenaje interno. Por lo general, se conectan imperativamente con subdrenes longitudinales, formando un sistema integrado que asegura una gestión efectiva del agua subterránea.
Características Específicas:
Las capas drenantes están compuestas típicamente por materiales granulares como grava o arena, que permiten un rápido drenaje del agua. Además, su permeabilidad y capacidad para resistir la compresión son características esenciales para su funcionamiento efectivo a lo largo del tiempo.
Adaptabilidad a Condiciones Específicas:
La construcción de capas drenantes puede adaptarse a las condiciones geotécnicas específicas del sitio, como la presencia de fuentes de agua, mediante la incorporación de subdrenes oblicuos dispuestos en forma de espina de pescado.
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