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9.1 GENERALIDADES

En el mundo y especialmente en Latino América, la creciente demanda de obras civiles durables y quepermanezcan en buen estado hace que los ingenieros en la actualidad tengan que pensar en diseñosóptimos de acuerdo con los mejores criterios internacionales de calidad. Un buen sistema de drenajey/o subdrenaje está íntimamente relacionado con una mayor durabilidad de las obras. De hecho, lavida útil de las vías depende en gran parte del periodo de tiempo en que el exceso de agua estépresente en su estructura.El buen diseño de un sistema de subdrenaje que involucre la utilización de geotextiles en las obrasciviles, será sin lugar a duda, un aporte fundamental en la calidad de dichas obras, ya que el exceso deagua en algunos suelos, especialmente los de grano fino afecta los parámetros de resistencia,susceptibilidad en los cambios volumétricos y los mecanismos de transmisión de presiones aplicadas.

9.2 INTRODUCCIÓN

Este documento es una guía práctica para diseñar sistemas de subdrenaje, de tal forma que se llegueal diseño, técnico y económicamente más conveniente. Lo que tradicionalmente en la ingeniería se hallamado filtros, realmente es un sistema de drenaje o subdrenaje. Un sistema de drenaje subsuperficial

Tabla de contenido

InicioTabla de ContenidoPrólogoCapitulo 1Capitulo 2Capitulo 3Capitulo 4Capitulo 5Capitulo 6Capitulo 7Capitulo 8Capitulo 9Capitulo 10Capitulo 11Capitulo 12Capitulo 13Capitulo 14Capitulo 15Capitulo 16Capitulo 17Apéndice A EspecificacionesTécnicas

Manual Geosoft Pavco

Geosistemas Pavco

eficiente y estable, es necesario que esté compuesto por un medio filtrante y otro drenante.Se entiende por medio filtrante, el elemento que retiene el suelo pero permite el paso del agua, funciónque desempeña el geotextil. El medio drenante es el encargado de transportar el agua que pasa através del filtro, función que desempeña cualquier medio poroso que bien puede ser natural o sintético.Un sistema de drenaje es la suma de los dos procesos anteriores.El objetivo de los subdrenajes para vías es evitar la saturación total de la estructura, captando,conduciendo y evacuando el agua que pueda entrar en la estructura del pavimento.Para lograr el buen diseño de un subdrenaje se debe tener en cuenta cuatro aspectos fundamentales:

1. Determinar la ubicación y profundidad de la dirección del flujo, que puede ir en sentido longitudinal otransversal con respecto al eje de la vía. Para captar aguas subsuperficiales es conveniente teneren cuenta el diseño de un sistema de captación, que asegure la rápida llegada del agua al subdrén,verificando la velocidad de llegada. En la mayoría de los casos es recomendable especificar unsistema de subdrenaje, compuesto por: geotextil – geored – geotextil; un material granular limpiode gradación abierta protegido por un geotextil, que cumpla la función de filtro; o por un geotextilde espesor considerable que tenga propiedades de drenaje planar. Lo anterior se debe a que lossuelos de subrasante en la mayoría de los casos presentan permeabilidades muy bajas.

2. Estimar el caudal crítico para la longitud de descarga, el cual es la sumatoria de los caudales deaporte, que provienen del nivel freático y de infiltración. El agua de infiltración proviene de aguaslluvia y superficiales que se filtran directamente a través de la carpeta del pavimento o a travésdel suelo aledaño al tramo de vía en consideración.

3. Dimensionar la sección transversal del subdrén capaz de conducir la suma de los caudales deaporte, con una velocidad de evacuación adecuada.

4. Los sistemas de subdrenaje deben contar un sistema de filtración adecuado, que asegure una mayorvida útil del sistema y por consiguiente de la estructura del pavimento. El uso de los geotextiles havenido desplazando los sistemas tradicionales de filtración, debido principalmente al aumento de lavida útil, facilidad de instalación, reducción de costos totales de la construcción y en general porser un sistema constructivo ambientalmente eficiente.

9.3 METODOLOGÍA DE DISEÑO DE SUBDRENAJES

9.3.1 Determinación de la ubicación de las líneas de Subdrenaje oSubdrenajes

La ubicación del subdrenaje, debe ser de tal manera que intercepten el agua lo másperpendicularmente posible. Lo anterior quiere decir, que en tramos donde la pendiente longitudinalsea mayor que la pendiente de bombeo, es más eficiente colocar subdrenajes transversales. Estodebido a que el agua se moverá en dirección de la suma vectorial o resultante de las pendientes.Por ejemplo en un tramo con una pendiente longitudinal del 4% y una pendiente de bombeo del 2%, laresultante forma un ángulo de 63 grados con respecto al eje horizontal, en esa dirección se moverá elagua (Ver Figura 9.1). Si el ángulo resultante es menor a 45 grados las líneas de subdrenaje debencorrer paralelas al eje (subdrenajes longitudinales), si es mayor a 45 grados las líneas de subdrenajedeben correr normal al eje (subdrenajes transversales).

Figura 9.1 Dirección de la resultante de dos pendientes dadas.

9.3.2 Estimación del caudal de diseño

Para diseñar subdrenaje laterales en una vía, se debe considerar primero la distancia entre alcantarillaso los sitios en donde los subdrenajes realizan la descarga de agua. Para establecer las distancias de lostramos, se debe tener en cuenta que cada tramo conserve en lo posible, características similares, porejemplo igual pendiente, condiciones geomorfológicas similares o condiciones geométricas de la víasimilares. Entre más largo sea el recorrido del agua dentro de un subdrenaje, mayor tendrá que ser sucapacidad de transporte debido a que a lo largo del subdrenaje se van sumando caudales de aporte.

Posteriormente se identifica las posibles fuentes a tener en cuenta para el cálculo del caudal total.

Los subdrenajes son sistemas que se utilizan para retirar el agua infiltrada o subterránea que haentrado en la estructura. Un sistema eficiente de drenaje en vías se debe complementar conestructuras de drenaje superficial como son: cunetas, zanjas de coronación, trincheras drenantes, demanera que ayuden a reducir la infiltración del agua al subsuelo.Los caudales de aporte que conforman el caudal total para el diseño de un subdrenaje en la estructurade un pavimento son:

• El caudal generado por la infiltración de agua lluvia.

• El caudal generado por el abatimiento del nivel de agua subterránea.Es importante determinar adecuadamente las áreas aferentes para el cálculo del caudal por infiltraciónya que muchas veces el subdrenaje puede captar agua de infiltración proveniente de los taludesaledaños.

Caudal por infiltración

El agua lluvia cae directamente en la carpeta del pavimento. Una parte de ésta inevitablemente seinfiltra en la estructura del pavimento debido a que las carpetas de pavimento tanto rígidas comoflexibles, no son impermeables. Por lo tanto el caudal de infiltración se calcula de la siguiente forma:

Caudal por abatimiento del nivel freático

En sitios donde el nivel freático o el agua proveniente a presión alcancen una altura tal, que supere elnivel de subrasante afectando a la estructura del pavimento, es necesario abatir este nivel de maneraque no genere inconvenientes por excesos de agua. El cálculo de este caudal se basa en los siguientesparámetros:

Figura 9.2 Sección transversal de un sistema de subdrenaje lateral en vías.

Caudal por escorrentía superficial

Este caudal puede ser controlado con métodos de captación tales como cunetas, contracunetas yalcantarillas, de manera tal, que se minimice la entrada de agua a la estructura del pavimento. Entramos donde se considere el caudal de agua infiltrada proveniente de escorrentía como un caudal deaporte, se debe estimar teniendo en cuenta los métodos hidrológicos y ser considerado en el diseño.

9.3.3 Dimensionamiento de la sección transversal

Teniendo el caudal total QT, el cual es la suma de los caudales calculados, se realiza el siguienteprocedimiento:

Una vez obtenida la sección transversal del subdrén, se puede calcular su perímetro. La longitud dedesarrollo del geotextil corresponde al perímetro más el traslapo (0.25 - 0.35m). Geosistemas PAVCOfabrica anchos de rollos de acuerdo a la necesidad de los diseños de tal manera que no se generedesperdicio y el subdrén quedará diseñado de la manera técnica y económicamente más conveniente.Para el caso en que se requiera aumentar la eficiencia de los subdrenajes es recomendable usartubería de drenaje, dentro del subdrén, de esta manera se aumenta la eficiencia de drenaje,permitiendo el paso a un caudal mayor en una misma sección transversal. El diámetro de la tubería dedrenaje a usar se puede estimar haciendo uso de la ecuación de Manning. Por tanteo se asume undiámetro de tubería y se rectifica si cumple la siguiente igualdad:

9.3.4 Evaluación del geotextil a usar en el filtro

El filtro evita una excesiva migración de partículas de suelo y simultáneamente permite el paso delagua, lo anterior implica que el geotextil debe tener una abertura aparente máxima adecuada pararetener el suelo, cumpliendo simultáneamente con un valor mínimo admisible de permeabilidad, quepermita el paso del flujo de una manera eficiente. Para llegar a la selección del geotextil no sólo hayque tener en cuenta lo anterior, sino además, la resistencia a la colmatación, supervivencia ydurabilidad.

Figura 9.4 Paso del agua a través del sistema de filtración.

La metodología de diseño, consiste en revisar, cual de los geotextiles, satisface las característicashidráulicas y mecánicas que resulten de la revisión de los criterios de diseño que se presentan a

continuación:

Criterio de retención (TAA)1

Este criterio asegura que las aberturas sean lo suficientemente pequeñas para evitar la migración delsuelo hacia el medio drenante o hacia donde se dirige el flujo.

Criterio de permeabilidad

Se debe permitir un adecuado flujo del agua a través del geotextil considerando su habilidad para esto.

El coeficiente de permeabilidad es la propiedad hidráulica por medio de la cual el geotextil permite unadecuado paso de flujo perpendicular al plano del mismo, para revisar la permeabilidad del geotextil sedebe tener en cuenta lo siguiente:

En estas condiciones también se recomienda colocar una capa de arena media a gruesa.

Criterio de colmatación

Por definición, la colmatación resulta cuando partículas finas de suelo penetran dentro del geotextil,bloqueando1 HOLTZ, Robert, Geosynthetic Engineering. Junio 1997, Pags. 36 – 38.

2 El comportamiento hidráulico de drenajes convencionales como cortinas drenantes o sistemas de captación de lixiviados seasemeja más a las características de flujo laminar.

3 Los suelos dispersivos son aquellos que efervecen en contacto con el agua, tienen relaciones de vacíos altas, altoscontenidos de sales y generan flujos.

sus canales de poros o cuando son depositadas del lado aguas arriba del geotextil, produciendo unareducción significativa de la permeabilidad. Por lo tanto, el geotextil debe tener un porcentaje mínimode espacios vacíos.

Figura 9.5 Colmatación del filtro por penetración de partículas.

En aplicaciones críticas o en proyectos que involucren suelos muy finos se recomienda realizarensayos de colmatación con los suelos del sitio, la norma que describe este ensayo es la ASTM 5101– 90 la cual se menciona en el Capítulo 2 del presente manual.Los geotextiles con una mayor resistencia a la colmatación, son los geotextiles No Tejidos punzonadospor agujas, en los cuales el riesgo a que se taponen gran parte de sus orificios es muy bajo debido alespesor que poseen y a los altos valores de porosidad que presentan. Los geotextiles No Tejidosunidos por temperatura o calandrados, son mucho más delgados y rígidos, razón por la cual se parecenen su comportamiento a los geotextiles Tejidos, Leuttich (1993).Los geotextiles tejidos tienen baja porosidad y el riesgo de colmatación muy alto, con la consecuenciade una pérdida súbita en la permeabilidad; razón por la cual no se recomienda usarlos como filtros ensistemas de drenaje. De acuerdo con el criterio de Chistopher y Holtz, 1985; R. Koemer, 1990, losgeotextiles usados como medios filtrantes deben tener una porosidad: > 50%, razón por la cual no sedeben usar geotextiles tejidos en sistemas de subdrenaje.Este criterio es tal vez el que despierta más controversia para el empleo de geotextiles en aplicacionesde filtración y drenaje, debido a que es muy difícil cuantificar en el diseño el porcentaje de poros queserán taponados por la intrusión de finos al filtro dentro del periodo de servicio del sistema. Loselementos filtrantes se comportan de manera diferente dependiendo del material que se está filtrando,de la cantidad de agua presente y de la disposición de ésta en el sistema. El geotextil es partefundamental de un sistema de subdrenaje, debe diseñarse para cada caso particular, de tal manera,que se garantice un óptimo funcionamiento del sistema del cual forman parte, y para el periodo detiempo para el cual fueron diseñados.Una investigación relacionada con el estudio de este comportamiento es el "Diseño Racional DeElementos Filtrantes Para Sistemas De Subdrenaje"5, de la Pontificia Universidad Javeriana, proyectoen el cual se evaluaron diferentes fenómenos que afectan a los sistemas de drenaje a largo plazo,entre estos la variación de la permeabilidad del sistema con el paso del tiempo, el taponamiento que seproduce por las partículas de suelo dentro del geotextil, el porcentaje de colmatación, entre otros. Losensayos fueron realizados para observar el impacto de diferentes tipos de suelo y su afectación en lapermeabilidad del filtro o geotextil.Los ensayos fueron realizados según la norma ASTM 5101 en la que a un gradiente determinado serealizaban mediciones de la permeabilidad del sistema suelo – geotextil en un lapso mayor a las 24horas. Una vez realizado el ensayo el geotextil era extraído para determinar el nivel de taponamientoel cual es la relación entre la permeabilidad del geotextil virgen y la permeabilidad después derealizado el ensayo. La colmatación del geotextil era obtenida mediante la diferencia de la porosidadinicial del geotextil y la porosidad de éste después del ensayo. La porosidad fue calculada como larelación entre el volumen de vacíos y el volumen total del geotextil, la forma para calcular estarelación se realiza por medio de la siguiente ecuación:

Los suelos para realizar los ensayos fueron suelos que comúnmente se encuentran en el sitio de lainstalación de sistemas de drenaje, tales como limos, materiales granulares y arenas.Se enfatizó en el comportamiento del sistema en presencia de material fino, en el cual la porosidad delgeotextil se redujo del 89% al 68%, registrando un taponamiento del 62% debido al tamaño de laspartículas de suelo empleadas en el ensayo, sin embargo la permeabilidad del geotextil después delensayo seguía siendo muy superior a la permeabilidad del suelo a filtrar.Con el fin de mejorar el comportamiento del sistema, se optó por incluir una capa de arena entre ellimo y el geotextil con el fin de reducir la colmatación del filtro. Después de realizado el ensayo, lapermeabilidad del geotextil siguió siendo alta pero se pudo determinar que la porosidad del geotextildisminuyó tan sólo un 4%, comparado a 21% en el ensayo sin ésta capa de transición.Según los ensayos realizados se pudo concluir que al añadir una capa de transición (arena) al sistema,el comportamiento para el geotextil No Tejido punzonado por agujas en cuanto al tiempo deestabilización y disminución de la permeabilidad del sistema a través del tiempo, sería prácticamente lamisma que la del sistema sin dicha capa; no obstante, la magnitud de la permeabilidad del geotextil y elvalor de la porosidad mejoran de manera significativa, disminuyendo la colmatación en casi un 70%.El factor de taponamiento medido en los experimentos para filtros de geotextil No Tejido punzonadopor agujas se encuentra en un rango entre 33 y 74%, sin embargo, el nivel de taponamiento no afectala eficiencia del filtro puesto que la permeabilidad obtenida en los geotextiles después de serensayados, fue en orden de magnitud mucho mayor que la permeabilidad del suelo base.Un incremento de la permeabilidad implica un aumento de la porosidad para suelos finos, mientras quetodo lo contrario ocurre para suelos granulares, ya que la arena mostró que a medida que lapermeabilidad del sistema aumenta la porosidad disminuye. Esto ocurre porque después de un tiempola permeabilidad de la arena y de geotextil se estabilizan creando un régimen de agua determinado porlo cual el conjunto termina trabajando como un sólo elemento de filtro.La colmatación del geotextil depende de la distribución del tamaño del grano del suelo base, por estarazón, para suelos finos la cantidad de partículas que quedan retenidas en el geotextil es mayor que

para suelos granulares; debido a esto, la porosidad del geotextil se ve disminuida cuando se utilizansuelos finos en el sistema de filtración y por ende la colmatación del mismo aumenta, sin afectar lapermeabilidad del sistema.4 El comportamiento hidráulico de subdrenajes laterales en una vía, protecciones de orillas bajo rip-rap o bolsacretos seasemeja más a condiciones de flujo dinámico por el incremento de las presiones de poros bajo cargas cíclicas.

5 FAJARDO A., RODRÍGUEZ S., Diseño Racional de Elementos Filtrantes para Sistemas de Subdrenaje, P.U.J., 1999

Para la evaluación de los criterios de colmatación, la mayoría de los autores tienen en cuenta una seriede parámetros que no cuantifican verdaderamente el potencial de colmatación en los filtros, puestoque el aspecto fundamental a tener en cuenta es la porosidad, ya que ésta establece la cantidad departículas de suelo que quedan retenidas en el geotextil permitiendo que a pesar de esto se mantengael flujo de agua, siendo este el factor de mayor importancia para la evaluación del criterio decolmatación. Como se dijo anteriormente los geotextiles usados como medios filtrantes deben teneruna porosidad mayor del 50% lo que garantiza que en caso de colmatación parcial del material, sigaexistiendo una alta porosidad, suficiente para permitir el paso del flujo en el sistema.

Criterio de supervivencia

El geotextil en el proceso de instalación y a lo largo de su vida útil puede estar sometido a esfuerzos,los cuales deben ser soportados de tal manera que no afecten drásticamente sus propiedadeshidráulicas y físicas. S.M. Leuttich, J.P. Giroud, R.C. Bachus 1992.

El geotextil debe tener unos valores mínimos de resistencia mecánica con el objeto que soporte lasactividades de instalación y manipulación. Estas propiedades son: resistencia a la tensión, resistencia alpunzonamiento, resistencia al estallido, resistencia al rasgado. En la Tabla 8.3 se presentan laspropiedades mínimas que se deben cumplir.

Tabla 9.3 Especificaciones generales de construcción de carreterasArtículo 673-07 INVIAS – AASHTO M288-05

Criterio de durabilidad

Este criterio se basa en la resistencia que debe tener un geotextil en el tiempo, bien sea por ataquequímico, biológico o por intemperismo.

Los geotextiles por ser un material fabricado en polipropileno no son biodegradables y son altamenteresistentes al ataque químico como en aplicaciones de manejo de lixiviados.En casos donde el geotextil vaya a quedar expuesto a la intemperie por un tiempo prolongado, serecomienda utilizar geotextiles no tejidos fabricados con compuestos que le proporcionen altaresistencia a la degradación por rayos UV.

9.3.5 Cálculo hidráulico para la escogencia del geotextil

En el caso en donde los geotextiles sean usados como recubrimiento de tubos que a su vez seencuentran en un medio drenante en espaldones de estructuras de contención que involucren suelos dealta permeabilidad o en general cuando se usan como medios filtrantes para grandes caudales, se deberevisar la cantidad de flujo volumétrico que puede pasar por unidad de área (tasa de flujo), en el planonormal al geotextil, frente a la cantidad de flujo volumétrico a evacuar por metro lineal. Para esto serealiza el siguiente procedimiento:

9.4 EJEMPLO DE DISEÑO

Subdrén longitudinal de una vía

Se requiere diseñar los subdrenajes longitudinales en una vía que va a quedar ubicada en la zonaandina. El tramo seleccionado para este ejemplo, tiene una longitud de 50 metros y una pendientelongitudinal del 1%, el ancho de la vía es de 10.5 metros. Luego de la exploración del subsuelo, sedetectó el nivel freático a una profundidad de 0.50 metros a partir del nivel original. En el diseño de laestructura del pavimento se estableció que se excavará 0.4 m y se remplazará colocando una basegranular, compactada al 95% del Proctor modificado. Sobre dicha base se colocará una carpeta depavimento rígido de 20 cm de espesor. El material de la subrasante es un limo arenoso (ML), el cualpresenta las siguientes características:

1. Diseñar la sección transversal del subdrén.

2. Establecer que características hidráulicas y mecánicas debe tener el geotextil a usar en el filtro.

Solución:

1. Cálculo del caudal total de diseño

6 El valor de permeabilidad que presenta este ejemplo corresponde al de una permeabilidad alta en la mayoría de los casos lossuelos de subrasante en Colombia exhiben valores muy bajos de permeabilidad, típicos de suelos finos.

• Criterio de permeabilidadComo es un suelo fino, se debe cumplir:

• Criterio de colmataciónLa porosidad de los geotextiles No Tejidos punzonados por agujas son superiores al 80%, por lo tantoeste tipo de geotextiles cumplen con este criterio. Los geotextiles Tejidos y los No Tejidos termounidoso calandrados no cumplen este criterio.• Criterio de supervivenciaCuando se presentan condiciones severas de instalación con esfuerzos de contacto altos. Se evalúantodas las características mecánicas que tienen los posibles geotextiles a usar frente lasespecificaciones según el artículo673-07 del INVIAS o en su defecto la norma AASHTO M288-05 (Ver Tabla 9.3).Con base en los criterios anteriores y comparando las especificaciones de los geotextiles (VerApéndice A), los geotextiles que cumplen estos criterios son: NT2500, NT3000, NT4000, NT5000,NT6000 y NT7000. Se selecciona el geotextil NT2500 por ser el técnica y económicamente másconveniente.

3. Cálculo hidráulico para la escogencia del geotextilCálculo de la permitividad requerida por el geotextil como medio filtrante.

Una vez calculada la permitividad requerida por el sistema, se toma la permitividad suministrada por elfabricante como la permitividad última para la realización del diseño.

Con base a la permitividad última del Geotextil no tejido NT 2500, se calcula la permitividad admisible,teniendo en cuenta los factores de reducción para sistemas de subdrenaje que aparecen en la Tabla3.3.

Finalmente se compara la permitividad admisible con la requerida para determinar el factor deseguridad global:

Por lo que el geotextil NT 2500 es apto como medio "filtrante" en el sistema.

9.5 EJEMPLO DE RELACIÓN BENEFICIO - COSTO

Evaluar la reducción del índice de serviciabilidad en función de las cargas equivalentes entre unaestructura de pavimento con un sistema de drenaje adecuado y una estructura de pavimento sin ningúntipo de sistema de captación de aguas. Adicionalmente, determinar el incremento en costos en una víaprincipal que fue diseñada con la siguiente estructura de pavimento flexible:Espesor de la carpeta asfáltica: 7.5cm

Espesor de la base granular: 30cm

Espesor de la subbase granular: 40cm

CBR de la subrasante: 5%Solución:1. Basándose en la metodología AASHTO para el cálculo de pavimentos flexibles, se calcula el

número estructural de la siguiente forma:

Realizando el cálculo de SN, para nuestra estructura se obtiene un valor de 4.45

Los datos utilizados en los coeficientes de capa m1, m2, m3 se tomaron de la Tabla 9.4 donde seespecifica el rango de valores recomendados por AASHTO.

Tabla 9.4 Valores de coeficiente de drenaje mi recomendados

2. Con el número estructural calculado, determinamos el número de ejes equivalentes que es capaz desoportar la estructura.

Parámetros para el cálculo:Confiabilidad: 95% (Para autopistas y vías principales)

Desviación global: 0.45 (Pavimentos flexibles y construcciones nuevas)

Módulo Resiliente: CBR Subrasante x 1500 = 5 x 1500 = 7.500 psi

Índice de serviciabilidad inicial: 4.0 (Bueno)

Índice de serviciabilidad final: 2.5 (Para autopistas y vías principales)

3. Se calcula el nuevo número estructural considerando una reducción en los coeficientes de drenaje,ocasionados por la presencia de agua en la estructura del pavimento, por la falta de un sistema dedrenaje adecuado.

4. Con el nuevo SN, se calcula el nuevo número de ejes equivalentes que soportará la vía:

5. Se calcula la reducción del índice de serviciabilidad en el periodo de vida útil de la vía, relacionandola variación de ejes equivalentes en las dos situaciones antes evaluadas:

6. Para determinar la disminución de costos, tomamos como referencia del libro "Drenaje enpavimentos de Autopistas y Aeropuertos" de Harry R. Cedergren, el capítulo No. 2 "Clase dedaños causados por la presencia de agua en los pavimentos" y el Capítulo No. 8. "Economía enpavimentos drenados y no drenados", en donde se muestran los resultados obtenidos en diferentesinvestigaciones y estudios realizados por entidades como FHWA, Highway Research Board s,Autopistas del Estado de Georgia y la Asociación de Cemento Pórtland entre otras, de variasautopistas principales en cuanto al comportamiento de las estructuras de los pavimentos, bajo losefectos de carga de trafico en presencia de agua. Con estos resultados se comprobó unadisminución considerable de su vida útil de servicio. Por ejemplo, a un pavimento sin dañosocasionados por el agua, se le puede dar una vida de servicio de 20 años, pero si en el transcursode un año, presenta exceso de agua en un 10% del tiempo, su vida de servicio puede reducirse a10 años.

Basándonos en lo anterior, realizamos el siguiente cálculo para la estructura de la vía especificadainicialmente.7. Para efectos prácticos, se tomará en cuenta sólo el costo de los materiales, ya que la mano de obra,

equipo y transporte de material varían de acuerdo a la zona donde se realice el proyecto.a. Diseño sin drenajes (vida efectiva = 10 años)

Carpeta Asfáltica = 7.5 cm

Base granular = 30 cm

Subbase = 40 cmCosto por m2 Diseño sin drenajes

Carpeta Asfáltica = 0.075 x (107.95 USD) = 8.09 USD

Base Granular = 0.300 x (12.09 USD) = 3.63 USD

Subbase = 0.400 x (10.75 USD) = 4.30 USD

Total = 16.02 USDPara una "vida útil" de 10 años, el (costo/m2/año) es igual a 16.02 USD/10 = 1.602 USD.Costo anual por m2 = 1.602 USD.b. Diseño con drenajes laterales (vida efectiva = 20 años)

Carpeta Asfáltica = 7.5 cm

Base Granular = 30 cm

Subbase = 40 cm

Sección de subdrén = (60x40) cmCosto por m2 Diseño con drenajes laterales

Carpeta Asfáltica = 0.075 x (107.95 USD) = 8.09 USD

Base Granular = 0.300 x (12.09 USD) = 3.63 USD

Subbase = 0.400 x (10.75 USD) = 4.30 USD

Análisis de sección subdrén con geotextil y grava (medio filtrante) = 4.95 USD

Total = 20.97 USDPara una "vida útil" de 20 años, el (costo/m2/año) es igual a 20.97 USD/20 = 1.05 USD.Costo anual por m2 = 1.05 USD.Para este ejemplo, un diseño de pavimento bien drenado tiene un costo anual de 34% menos que unpavimento no drenado.

BIBLIOGRAFÍA

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