Prof. MSc. Jordan Henrique de Souza 01/09/2010
Conteúdo Programático para esta aula.
Introdução Definição Definição e Classificação Classifi cação dos Tipos de Drenagem Dispositivos Dispositivos de Drenagem
Drenagem Superficial Drenagem para Transposição de Talvegues Drenagem Profunda ou Subterrânea Drenagem Subsuperficial
Referências Bibliográficas
Orientações para o aluno: Para um bom desempenho: desem penho:
PONTUALIDADE ASSIDUIDADE COMUNICAÇÃO - INTERATIVIDADE INTERESSE E CURIOSIDADE TEMPO PARA ESTUDAR VONTADE
Introdução Os maiores problemas problemas de manutenção de uma estrada são são oriundos dos dos efeitos efeitos negativ negativos os da água, água, que que tem por co conseq nseqüênci üência: a: A reduç redução ão da capaci capacidad dadee de de suport suportee do sublei subleito to e demais demais camada camadass do pavimento, pavimento, por saturação saturação A vari variaçã açãoo de volume olume do subso subsolo lo,, signi significa ficati tiva vamen mente te no caso caso de argil argilas as Expansíveis O surg surgim imen ento to de uma uma pres pressã sãoo hidr hidros ostá táti tica ca (p (pre ress ssão ão neut neutrra) que que diminui diminui a pressão pressão efetiva efetiva de equi equilíbri líbrioo do solo A ero erosã sãoo de estr estrut utur uras as de de corte orte e de ate aterr rroo ao lon longo go do tr traçad açadoo e a instabilização instabilização de taludes e encostas encostas naturais. naturais.
“Uma boa estrada estrada
requer um teto imperme impermeáável e um porão rão se seco”. co”. Gil Carvalho Almeida
..para evitar que se deteriorem por danos causados pelas poro-pressões e movimentos de água livre contida em sua estrutura.
MECANISMO DOS DANOS:
PROJETO DE DRENAGEM Objetivo: Objetivo: evitar evitar o acúmulo acúmulo e a retenção retenção da água na na rodovi rodoviaa e suas cercanias cercanias .
PROJETO DE DRENAGEM •Previsão da intensidade e freqüência das chuvas, chuvas,
vis visan ando do o esc escoame oament nto o super superfici ficial al;; •Determinação de pontos naturais de conc oncentr entraç açãão e desc descaarga, ga, e out outras condi ndições ões hidráulicas; •Remoção dos excessos de água prejudiciais, do subsolo; Propor orci cion onaar a disp dispos osiç ição ão mais mais efici eficieente nte das das •Prop instalações de drenagem, de acordo com o custo, importância da rodovia, economia na conse onserv rvaç ação ão e norm ormas em vig vigor. or.
Água
Definição e Classificação dos Tipos de Drenagem
Drenagem consiste no controle das águas a fim de se evitar danos danos à estra estrada da cons constru truída ída.. Efetua-se este ste controle por meio da interc erceptação, ão, captação, condução e deságüe em local adequado das águas que:•
existem no subleito; penetrem penetrem por infiltra infiltração ção no no pavimen pavimento; to; preci precipit pitemem-se se sobre sobre o co corpo rpo estrad estradal; al; chegue cheguem m ao co corpo rpo estra estrada dall pro provenient enientes es de áreas áreas adjac adjacent entes; es; chegue cheguem m atra através dos dos tal talvvegues egues aos aterr aterros os..
Dispositivos de Dr Drenagem enagem Drenagem Drenag em Superficial
Destina-se a interceptar as águas que chegam ao corpo da estrada, provenientes de áreas adjacentes, e a captar a água gua pluvial ial que inc incida diret iretaament ente sob sobre ela ela, condu onduzi zind ndoo-as as para ara loca locall de desá deságü güee segu segurro, sem sem causa causarr danos danos..
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM SUPERFICIAL 1 3
4
5
7 6
8 9
1)Valetass de proteção de corte; 1)Valeta 2)Valetas 2)V aletas de proteção p roteção de aterro; 3)Sarjetas de corte; 4)Sarjetas 4)Sarjet as de aterro; aterro; 5)Sarjetas de canteiro central;
6)Desc idas d’água; 6)Descidas d’água; 7)Saídas d’água;
8)Caixas coletoras; 9)Bueiros de greide.
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM SUPERFICIAL 7 2
8
4
1)Valetas de proteção 1)Valetas p roteção de corte; 2)Valeta 2)V aletass de proteção de aterro; 3)Sarjetas de corte; 4)Sarjetass de aterro; 4)Sarjeta aterro; 5)Sarjetas de canteiro central;
6)Desc idas d’água; 6)Descidas d’água; 7)Saídas d’água;
8)Caixas coletoras; 9)Bueiros de greide.
Drenagem Superficial Drenagem Valeta de Proteção de Corte
Tem o objetivo de interceptar as águas que escorrem pelo terr te rreno eno a mo monta ntant nte, e, im impe pedi dind ndo-a o-ass de at atin ingi girr o ta talud lude. e.
Problema maior: SEDIMENTAÇÃO ASSOREAMENTO
Tam ambém bém pa para ra colher a água proveniente de outras valetas d proteção e dass sa da sarj rjet etas as,, para os de transposição de tal talvvegu egues es..
quando inclinação do terreno terreno natural natural chegar a 10% no sentido da es estr trad ada, a, proxi proximi mida dade dess de po pont ntes es e pontilh pontilhões ões
VALETAS DE PROTEÇÃO DE CORTE
Escoamento superficial Material adensado (socado)
Talude de corte
2,0 m < d < 3,0 m
L a
L
H
a
H
B
B
H
Na escolha do tip tipo o de seção as seções triangular trian gulares es criam plano plano prefer preferencial encial de escoamento da água, não sendo por isso recomend recomendadas adas para grandes vazões. No caso de cortes cortes em rocha, rocha, adotamo adotamoss seção retangular por facilidade de execução. As vale valetas tas de de forma tr trapezo apezoidal idal tem maior ef eficiência iciência hidráulica.
REVESTIMENTO REVES TIMENTO DAS DAS VALET ALETAS AS (VPC) Cuidado especial com valeta triangular, que aprrese ap sen nta mai aior or tendê dên nci ciaa à er eros osão ão e à in infi filt ltrraç ação ão.. É função da natureza do solo e, principalmente, depe de pend nder eráá da vel eloc ocid idad adee de es esccoa oame ment nto o Em terrenos areno-siltosos, revestir sempre, pois a vel v eloc ocid idad adee qu quee pr pro ovoc ocaa su suaa er eros osão ão é ba baiixa. Ter erre reno noss ar areeno no-a -arrgi gilo loso soss ou ar argi gilo loso sos, s, rev eves estir tir quando a inclinação for maior que 5 %
Velocid Velocidades ades máximas admissíveis a dmissíveis para a água Cobertura superficial
Velocidade Velocidade máxima admissível Va d (m/s)
Grama comum firmemente implantada
1,50 - 1,80
Tufos de grama com solo exposto
0,60 - 1,20
Argila
0,80 - 1,30
Argila coloidal
1,30 - 1,80
Lodo
0,35 - 0,85
Areia fina
0,30 - 0,40
Areia média
0,35 - 0,45
Cascalho fino
0,50 - 0,60
Silte
0,70 - 1,20
Alvenaria de tijolos
2,50
Concreto de cimento Portland
4,50
Aglomerados consistentes
2,00
Revestimento betuminoso
3,00 - 4,00
1.2. 1. 2.33
DIME DI MENS NSIO IONA NAME MENT NTO O HI HIDR DRÁ ÁUL ULIC ICO O
pelo método racional, racio nal, estimar estim ar a descarga de contribuição, onde o nde a área de drenagem drenagem é limitada pela própria valeta e pela linha do divisor de águas águ as da vertente vertente a montante.
Área de drenagem (A)
Divisor de águas
Valeta de corte
Q = C . i . A / 360.000
V =
2/3 R .
I
1/2
/
( fórmula de Manning )
Q = S . V ( equação da continuidade )
Tabela dos Coeficientes Coef icientes de Rugosidade ( Manning ) Tipo de Revestimento Concreto desempenado
0,011 a 0,017
Concreto sem acabamento
0,017 a 0,027
Pedra aparelhada sem argamassa argamassa
0,015 a 0,017
Pedra irregular sem argamassa argamassa
0,017 a 0,020
Alvenaria de pedra rebocada
0,016 a 0,020
Alvenaria Alvenaria de pedra rejuntada
0,020 a 0,025
Alvenaria de tijolos
0,011 a 0,015
Asfalto
0,013 a 0,016
Terra
0,016 a 0,025
Corte em rocha
0,025 a 0,040
Quando a declividade longitudinal da valeta não puder acompanhar a declividade natural do terreno, por ser a velocidade de escoamento superior à permissível, deverá ser feito o escalonamento em trechos de menor declividade ( 2% máximo ), por meio de barragens transversais, conforme con forme o esquema:
Declividade Declivid ade para o nível da água ( %<2%)
H Declividade natural do terreno ( %)
O espaçamento entre as barragens será obtido pela fórmula = 100 H / ( - ) onde espa paça çam mento (m (m)) , e= es H = al altu turra da ba barr rrag agem em do ver erttedo dour uro o, turral do terr rreeno (%) e a = a declividade natu = a de decl cliivi vida dade de de dese seja jada da pa parra o nível d’água (%) É aconselhável que o espaçamento não ultrapasse 50 m, o que correspo pon nde à declivi vid dade de 2% 2% Materiais: madeira, pedras soltas, chapas metálicas, etc.
Drenagem Superficial Drenagem Valeta de Proteção de Aterro
VALETAS DE PROTEÇÃO DE ATERRO
DIMENS NSIO ION NAM AME ENT NTO O DE VALE LET TAS DE PROTEÇÃO DE ATERRO O di dim mens nsio iona nam mento é id idêênti ticco ao efet etua uado do com val v aleeta tass de pr prot oteeçã ção o de cor ortte. Alé lém m da contr trib ibui uiçã ção o da bacia específi ficca, considerar também as águas provenientes de outras valetas, de sarjetas de corte, quando se destinarem a dispositivos de transposição de ta talv lveg egue ue..
REVESTIMENTO Raramente a valeta necessitará de revestimento, por serem baixas as velocidade velocidadess de escoame escoamento nto.. Analisar os materiais que ocorrerem e fatores de ordem estética. Exclui-s Exclu i-see apena apenass o re reve vesti stime ment nto o ve vegget etal, al, pois a erosão erosão carreia finos que se sedimentam na valeta, prov pr ovoc ocan ando do a de destr strui uiçã ção o da veg eget etaç ação ão.. Os principais principais revesti revestimen mentos tos adotados adotados são: concr oncret eto, o, pedr pe draa ar arga gama mass ssad ada, a, al alvvena nari riaa de tijol tijolo o ou pedra pedra e pedra ped ra arr arruma umada. da.
EXECUÇÃO: retroescavadeira.
Drenagem Superficial Drenagem Superficial Sarjeta de Corte
As sarj sarjet etaas de cort orte são são disp dispos osit itiv ivos os de dren drenag agem em const onstru ruíd ídos os lat latera eralmen lmentte as pist pistas as de rolam olamen entto, destinados a captar e conduzir longitudinalmente as águas precipitadas sobre a pista de rolamento e áreas laterais a rodovia para os bueiros, saídas dos cortes ou talvegues naturais.
Drenagem Superficial Drenagem Superficial Sarjeta e Meio Fio de Aterro
As sar sarjet jetas e meio eio-fio -fioss de aterr erro são são disp spoosit sitivos ivos destinados a conduzir longitudinalmente as águas prec precip ipit itad adas as sobr sobree a pist pistaa de rolame lament ntoo para os bueiros de greide ou saídas d’água, impedindo que escoem pelo talude do aterro, provocando pontos de erosão.
Drenagem Superficial Sarjeta de Canteiro Central
As sarjetas de canteiro central são dispositivos destinados a captar e conduzir longitudinalmente , entre as pistas opostas de uma rodovia de pista dupla, as águas precipitadas sobre as pistas de rola olament mentoo e área centr entral al da rodo odovia, via, par para caixa caixass colet letora oras e bue bueiros iros de grei greide de
Drenagem Superficial Sarjeta de Banqueta
As de banquetas são sarjetas implantadas em taludes de corte ou aterro cuja altura requeira o banqueteamento. Podem ser revestidas de grama, pedra arrumada, pedra argamassada, argamassada, concreto concreto ou solo-cimento. solo-cimento.
Drenagem Superficial Drenagem Transposição de Segmentos de Sarjetas
São dispositivos destinados a dar acesso a (sec ecun undá dári rias as)) a propriedades ou vias vias lat laterai eraiss (s rodovia, permitindo a passagem dos veículos sobre sarjetas, sem sem caus causar ar dano danoss ao disp dispos osit itiv ivo o ou a interr interrupç upção ão do flux f luxoo canal canaliza izado do..
Drenagem Drenag em Superficial Saída e Descida D’ D’água água em talude:
SAÍDAS D’ÁGUA Dispositivos de transição que conduzem as águas captadas por sarjetas de aterro para as descidas d’água. Algumas vezes são chamadas entradas d'água.
Localizam-se em acostamentos ou em alargamentos próprios para sua execução: Nas extremidades dos comprimentos críticos das sarjetas de aterr at erro, o, no noss po ponto ntoss ba baix ixos os da dass cur curva vass vert ertic icai aiss côn côncav cavas as,, junt ju nto o à po pont ntes es,, po pont ntililhõ hões es e via iadu duto toss e - al algu guma mass vez ezes es-nos pontos de transição entre corte e aterro.
Seção tipo Projetos-tipo do DNIT, de acordo com sua localização: a) Quando a saída está em trecho de declividade contínua (greide em rampa), i. é:, o fluxo d'água se realiza em um único sentido,
>1,40 m
B) Quando a saída está em ponto baixo de curva vertical côncava em aterro, para ela convergem em dois sentidos o fluxo d'água:
>1,40 m
>1,40 m
DESCIDAS D'ÁGUA Conduzem as águas captadas captadas por outros dispositivos de drenagem pelos taludes tal udes de cortes e aterros. Quando vindas de valetas de proteção de corte, deságuam na plataforma plataforma em sarjetas de corte ou em caixas coletoras. Quando as águas provém de sarjetas de aterro, deságuam geralmente no terreno natural. Também sangram sangram valetas de de banquetas em pontos baixos ou ao ser atingido o comprimento crítico, críti co, e freqüentemente são necessárias necessá rias para conduzir pelo talude de aterro águas vindas de bueiros bue iros elevados.
Posição: nos taludes de corte e aterro na interseção do talude de at aterro com com o ter terreno natu naturral e nas tr tran ansi siççõe õess corte-aterro.
Tipos ráp ápid ido o ou em de degr grau auss. A escolha do tipo é função da velocidade limite do escoamento para não provocar erosão, das cara ca ract cter erís ístic ticas as geo eoté técn cnic icas as do doss ta talu lude des, s, do te terr rren eno o, da necessidade de quebra de energia do f luxo, doss di do disp spos osit itiv ivos os de am amor orte teci cime ment nto o na sa saíd ída. a.
Pon onto to vu vuln lner eráável pri princ ncip ipal alme ment ntee em at ater erro ros. s. Requer cui uid dados especia iaiis para evitar desníveis causados por caminhos preferenciais durante chuvas for orttes, po pode dend ndo o a eros osão ão de dest stru ruir ir tod odaa a es estr trut utur ura. a. Deve ser “encaixada” nos taludes de aterro, nivelada, e pr prot oteg egid idaa com o reves esti time ment nto o in indi dica cado do pa parra os taludes.
Formatos : Retangular, em calha (tipo rápido) ou em degraus; Semicircular ou meia cana, (concreto ou metálica); Em tubos de concreto ou metálicos.
É desaconselhável o uso de seção de concreto em módulos. (ação dinâmica do fluxo pode descalçar e separar os mesmos, e ao vazar, erodir o talude) Quando se usam módulos, as peças deverão ser assentadas sobre berço previamente construído. Os me mesmos inconvenientes aplicam-se à descida em tubos.
Ao contrário dos casos anteriores, a construção de descidas d'água em CONCRETO ARMADO supera qualquer recalque do talude, por sua rigidez. Para detalhar os projetos de execução, consultar as Especificações de Serviço DEP-ES-D 04-88.
Dimensionamento d’água:
das
descida
Fór órmu mula lass em emp pír íriica cass ou teo eori riaa hid idrrául ulic icaa do mo movvim imen entto uniformeme unifo rmemente nte vari variado ado..
O número de descidas d'água e seu custo de construção não são sã o pr prep epon onde dera rant ntes es na an anál ális isee ec econ onôm ômic ica. a. Por isso, dispensa-se o cálculo detalhado da velocidade, a não ser para obr braas de ca carráter ex exccep epci cio onal (g (grrandes al alttur uraas, patamar pata mares es intermedi intermediários ários,, forte forte decliv declividad idade, e, etc. etc.). ).
Usar calha em degrau sempre que a extensão do talude for superior a 7 metros, e inde in depe pend nden enttem emen entte da vel eloc ocid idad adee da água ao pé do talude de aterro, projetar sempre bacia de amortecimento.
Drenagem Superficial Drenagem Dissipador de Energia
DISSIPADORES DISSIP ADORES DE ENERGIA Dest stiinamm-se se a dissi sip par a en eneergia do fluxo, reduzindo s ua velocidade quer no escoamento através do dispositivo de drenagem, quer no deságüe para o terreno natural, para evitar evitar a erosão. e rosão. Classificação: dissipadores contínuos dissipadores localizados ( bacias de amortecimento ).
• •
Dissipadores contínuo contínuoss :
reduzem reduze m a velocida velocidade de durante o és do dis ositiv de
Dissipadores localizados ou bacias de amortecimento De modo geral são instaladas :
No pé das descidas d'água nos aterros ; Na boca de jusante dos bueiros ; Na saída das sarjetas de corte, na transição corte-aterro. Seu projeto deve seguir os projetos-tipo do DNIT, e na construção, devem ser seguidas as Especificações de Serviço DEP-ES-D 05-88.
Dimensionamento das bacias de amortecimento Será função da velocidade de escoamento d'água a mont mo ntan ante te e da altur alturaa do fluxo fluxo aflue afluent nte. e. O ressa ressalt lto o hidráulico na bacia de amortecimento é função do número de Froude (F1).
F1 = V1 . ( g . Y1 ) -1/2 onde : F1 = número de Froude ; V1 = velocidade do fluxo afluente à bacia , em m/s ; g = aceleração da gravidade (9,81 m / s 2 ) ; Y1 = altura do fluxo afluente à bacia, em m .
Quando F1 < 1,7, não há necessidade de precauções, pois haverá apenas turbulência na superfície da água. Se F1 entre 1,7 e 2,5, o efeito amortecedor pode ser feito por uma bacia horizontal lisa de concreto entre 4,5 e 9,0 m, segundo o BPR. Para número de Froude acima destes, e até 17, devem ser usadas bacias com guarnições, cunhas e dentes, funcionando como deflectores para produzir efeito estabilizador no ressalto.
Recomenda-se usar “rip-rap” na saída das bacias de amortecimento, saída de bueiros e de outros dispositivos cuja velocidade da água não comprometa seri se riam amen entte o ter errren eno o na natu turral al,, est esten ende dend ndo o o rip-rap até 50 vezes a largura da bacia ou do dispositivo de montante, ou o diâmetro do bueiro, em m.
Caso contrário, justifi ficca-se o projeto completo de u ma bacia de amortecimento
O diâmetro esférico equivalente das pedras a utilizar no rip-rap pode ser determinado pelo gráfico gráfi co seguin seguinte, te, corri corrigido gido pela expressã expressão o
Kw = 1,64 k / ( w -1 ) se o peso específico das pedras for diferente de 2,64 g / cm3, valor para o qual o gráfico foi feito. Kw = diâmetro da pedra a ser usada, cm ; k = di diâm âmet etro ro da pe pedra dra , obtido no gráfico, cm ; w = peso espec específico ífico da pedra de Ø Kw, Kw, g /cm3
e t n a s u j à o n e r r e t o d o ã ç a n i l c n I
Drenagem Superficial Drenagem Bueiro de Greide:
BUEIROS DE GREIDE São dispositivos destinados a conduzir para locais de deságüe seguro as águas captadas por disspo di possit itiv ivos os de dr dreena nage gem m su supe perf rfic iciial cuj ujaa vazã zão o admissível possa ter sido atingida pela descarga de projeto.
Localização Nas extremidades dos comprimentos críticos das sarjetas de corte em seção mista ou quando, em seção de corte pleno, for possível o lançamento de água coletada (com desague seguro) por “janela-decorte”. Nos cortes em seção plena, quando não for possível o aumento da capacidade da sarjeta ou a utilização de abertura de janela no corte a jusante, projeta-se um bueiro bueiro de grei greide de longitudi longitudinalme nalmente nte à pista pista até até o ponto de passagem de corte para aterro.
Localização Nos pés das descidas d'água dos cortes, recebendo as águas das valetas de proteção de corte e/ou valetas de banquetas, captadas por caixas coletoras. Nos pontos de passagem de corte-aterro, evitando que as águas provenientes das sarjetas de corte deságüem no terreno natural com possibilidade de erosão. Nas rodovias de pista dupla, conduzindo ao desa de sague gue as águas águas colet coletad adas as pelos pelos dispos dispositi itivvos de drenagem do canteiro central.
Os bueiros de greide são geralmente implantado impla ntadoss tr transv ansversa ersall ou longitudinalment longitudinalmentee ao eixo da rodovia, com alturas de recobrimento atendendo à resistência de compressão estabelecida para as diversas classe de tubo pela NBR-9794 da ABNT.
Ele leme men ntos de um bu buei eirro de grei eide de:: Cai aixxas col olet etor oras as,, cor orpo po e bo boca ca.. As caixas coletoras podem ser construídas em um lado lado da pis pista, ta, nos nos dois dois lad lados os ou no no cant canteir eiro o centr ce ntral. al. Por esta estarem rem posic posicionada ionadass pró próxima ximass às pist pi stas as,, ger eral alme ment ntee tem ta tamp mpaa de gr grel elha ha.. O corpo é constituído de tubos de concreto armado ou metálicos, obedecendo as mesmas determinações indicadas para bueiros de tran tr ansp spos osiç ição ão de ta talv lveg egue uess.
BOCA
Dimensionamento hidráulico: Descarga de projeto = soma das descargas dos dispositivos dispositivos afluentes afluentes às caixas coletoras Ou pelo levantamento da bacia de contribuição ao bueiro de greide, aplicandose o método de descarga mais conveniente, função do vulto econômico da obra. Neste último caso, deve ser considerado ao menos o tempo de recorrência de 10 anos e duração de chuva 5 minutos.
O bueiro deve ser, sempre que possível, dimensionado sem carga hidráulica a montante (como canal). Observe-se com muito rigor a cota máxima do nível d'água a montante, função da altura da caixa coletora e policie-se a velocidade do fluxo a jusante. Para facilidade de limpeza, o diâmetro mínimo a adotar é de 0,80 m.
Drenagem Superficial Drenagem Caixa Coletora:
CAIXAS Tem como objetivos principais: Coletar águas provenientes de sarjetas e que se destinam aos bueiros de greide; provenientes de pequenos talvegues a montante de bueiros de transposição de talvegues, permitindo a construção destes abaixo do terreno natural; provenientes de descidas d'água de cortes, conduzindo-as a um dispositivo de deságüe seguro;
CAIXAS Permitir a inspeção de condutos, para ver erif ifiica caçã ção o de fu fun nci cion onaalidad adee e ef efiici ciên ênci cia, a, decantação de material em suspensão e des eseentupime men nto, como no ca casso de dren eno os profundos; Possibilitar mudanças de dimensão de bueiros, de sua declividade e direção, permitir a concorrência de mais de um bueiro.
Classific ficaação da dass caixas: Quanto à função: caixas coletoras de inspeção de passagem Qua uan nto ao fech cham amen entto: com tampa aberta.
Localizaç Loc alização ão das caixas coletoras: coletoras: Nas extremidades dos comprimentos críticos das sarjeta tass de corte, co conduzindo par araa o bueiro de grei eide de ou col olet etor or lo long ngiitu tudi din nal ; Nos pontos de passagem de corte para aterro, col oleta etand ndo o as ág água uass das das sa sarj rjet etas as,, cond conduz uzin indo do-a -ass para bueiro, nos casos em que ao atingir o ter errren eno o na natu turral po poss ssam am ca caus usar ar er eros osão ão;; Nas extremidades das descidas d'água em taludes de corte quando não se pode utilizar
Localização Locali zação das caixas coletoras: coletoras: No terreno natural, junto ao pé do aterro, quando se quer construir um bueiro de transposição de talvegue abaixo da cota do ter errren eno o (q (qua uand ndo o sã são o in inap apli licá cávvei eiss as boc ocas as); ); Nos canteiros centrais de rodovias com pista dupla; Em qualquer lugar onde se torne necessário captar águas superficiais, transferindo-as para bueiros.
As caixas de inspeção localizam-se: Onde é preciso vistoriar os condutos, verificando eficiência hidráulica e estado de conservação co nservação (desde que não afetem a segurança do tráfego);
Nos trechos com drenos profundos, para vistoriar seu funcionamento (no início e com espaçamento máximo de 200 m)
Neste caso, podem ser substituídos por dispositivos denominados chaminés (poços de visita).
As caixas com tampa removível- de concreto armado - são indicadas quando tem finalidade de inspeção e passagem. As caixas com tampa em forma de grelha são indicadas quando tem finalidade coletora, sendo excepcionalmente localizadas em pontos que possam afetar a segurança do tráfego ou se destinam a coletar águas contendo sólidos com dimensões que poderiam obstruir os bueiros ou coletores.
Caixas abertas são indicadas quando tem finalidade coletora e localizam-se em pontos que de forma alguma comprometam a segurança do tráfego. A seção tipo das caixas coletoras deverá obedecer aos projetos-tipo do DNIT, ondee são indicad ond indicadas as as dim dimens ensões ões e det detalh alhes es das tampas. tampas. Par Paraa sua execução execução deverão ser seguidas as Especificações de Serviço DEP-ES-D 06-88.
A pr pro ofu fun ndidade é determinada pelas cotas dos condutos que a elas chegam e delas saem, e sua seção mínima é de 1,00 x 1,00 m. Caixas de inspeção de drenos são obrigatoriamente com tampa.
Dimensionamento hidráulico das caixas: Embora com dimensões fixadas pelas dimensões dos dispositivos para os quais atuam como coletora de passagem ou inspeção, a área transversal útil pode se determinada pela fórmula dos orifícios:
A = 0,226 . Q . C
-1
.H
-1/2
onde A = área útil da caixa, em m 2 ; Q = vazão a captar, em m 3 / s ; H = altura do fluxo, em m ; C = coeficiente de vazão , a ser tomado como 0,60
Drenagem Superficial Drenagem Bacia de Captação e Vala de Derivação
Bacia Baciass de captaç captação ão são depress depressões ões rasas rasas escava escavadas das a montante de bueiros visando facilitar e disciplinar a entra entrada da do f luxo luxo d’água nos bueiros. Valas de derivação são valas construídas a jusante do bueiro, com objetivo de afastar rapidamente as águas que o tra transpus nspusera eram. m.
Drenagem Superficial Drenagem Superficial Vala Later Lateral al e Corta-rio
Valas laterais são valas construídas com o objetivo de intercomunicar pequenas bacias e conduzir os respect respectiv ivos os f luxos luxos a um único único e principal principal talv talvegue. egue. Corta-rios são valas de dimensões avantajadas cujo objetivo é desviar pequenos cursos d’água impedindoos de ati atingi ngirr e dani danific ficar ar (er (erod odir ir)) os pés de ater aterrros. os.
Drenagem para Transposição de Talvegues Classificação das Obras de Arte Correntes: Para melhor detalharmos as OAC, podemos classificá-las segu segund ndoo o tipo tipo de est estru rutu turra e forma forma de seção transv transversa ersal,l, númer númeroo de linha linhas, s, tipo tipo de mat mater eria iais is e esconsidade das diversas disposições que compõem os bueiros, a seguir seguir apresent apresentados ados..
A- TIPO DE ES ESTRUT TRUTURA URA E FORM FORMA A DE SEÇÃO TRANSVERSAL CIRCULAR
CELULAR
ESPECIAL ESPECIAL
B - NÚ NÚME MERO RO DE LI LINH NHAS AS
Simples Duplo Triplo
C - TI TIPO PO DE DE MATE MATERIA RIALL
Bueiro Bueiro de CONCR CONCRET ETO O ARMADO Bueiro Bueiro METÁLIC METÁLICO O – chapa corrugada ou lisa – “ARMCO” / “Tunnel-Linner” Bueiro de ALVENARIA, ALVENARIA, PEDRA PEDRA Bueiro Bueiro de MADEIRA MADEIRA (provisór (provisório) io) Bueir Bueiroo de PVC PVC
D - ESC SCO ONS NSID IDA ADE
Normal: o eixo do bueiro é ortogonal ao eixo da estrada; facilidade constru co nstrutiv tivaa e menor menor custo custo em função função do menor comprim comprimento ento.. Esconso: o eixo do bueiro não é ortogonal ao eixo da estrada, tendo como referência de esconsidade o ângulo formado pela normal ao eixo da estr estrad adaa e o eix eixo do buei bueiro ro;; requ requer er detal detalha hame ment ntoo const onstru ruti tivvo, gerando gerando um comprimento comprimento maior ao bueiro. Os ângulos de esconsidade normalmen normalmente te devem devem ser ser múltiplos múltiplos de 5º até até o máximo máximo de 45º. 45º.
Drenagem para Transposição de Talvegues Elementos Constituintes dos Bueiros:
BUEIROS São condutos destinados à passagem das águas pro pr ovenie ien ntes de ba baccia iass hi hidr drog ogrráfi fica cass pr pró óxi xim mas à rod odo ovi via. a. Os eleme element ntos os con onst stitu ituin inte tess de um bu buei eiro ro são Corpo - a parte situada sob o aterro, de forma e ação geralmente constantes, podendo ser executada em tubos, tubo s, cé célul lulas, as, ar arco cos, s, et etc. c. Bocas - de montante e jusante, arrematam externamente o corpo e contribuem para a fi fixxação do bueiro, favorecem a entr traada e saída do f luxo.
A boca de um bueiro é constit constituída uída de muro de testa alas , e soleira.
quando a cota de entrada tenha de se situar abaixo do nível do terreno a boca de montante pode ser substituída por caixa coletora ou
Drenagem para Transposição de Talvegues Cálculo do Comprimento dos Bueiros O cálculo do comprimento dos bueiros deve levar em consideração a larg largur uraa da plat plataf afor orma ma final final de terr terrap aple lena nage gem, m, a altu alturra do aterr terroo associada ao talude de aterro e a esconsidade. esconsidade. O comprimento comprimento final (L) será a divisão da soma da largura da plataforma (p) com os comprimentos comprimentos correspondentes as projeções horizontais dos taludes de aterro (saias) (saias) a montante (pm) e jusante (pj) pelo coseno do ângulo de esconsidade (cos α). Então onde L = ( p + pm + pj ) ÷ cos α pm = 1,5 * hm pj = 1,5 * hj
Drenagem Profunda
Drenagem profunda ou subterrânea Elementos Constituintes dos Drenos
VALA: vala escavada mecanicamente (retro-escavadeira), no sentido longitudinal do corpo estradal, MATERIAL FILTRANTE: com o objetivo de não deixar que outros mate materi riai aiss além além da água água tenh tenham am acess acessoo ao sist sistem emaa de dren drenag agem em,, reduzind reduzindoo ou perdendo perdendo toda toda eficiência eficiência necessá necessária ria MATER TERIAL IAL DRENA ENANTE: NTE: como omo mat materi erial dren drenaante nte poder oderãão ser utilizados produtos produtos resultantes da britagem e classificação da rocha sã, areias grossas e pedregulhos naturais ou seixos rolados, desde que isent isentos os de impur impureza ezass orgân orgânica icass e torrõ torrões es de argil argila. a.
TUBOS: tem aplicação opcional em função das particulares do projeto de co concr ncret etoo simple simpless perfur perfurad adoo de concreto poroso, onde a participação de agregado miúdo é mínima, sendo que sua permeabilidade deve assemelhar-se à do agregado graú graúdo do que que entr entraa na co compo mposição sição do concr concreto eto utiliz utilizado ado cerâmico cerâmico ou plástico plástico (PV (PVC) perfurado perfurado ou ranhurado ranhurado.. SELO SUPERIOR: elemento opcional, cujo objetivo é impedir o acesso ao dreno de águas superficiais; normalmente é empregada uma uma cama camada da de argi argila la..
BOCA BOCA DE SAÍD SAÍDA: A: disp dispos osit itiv ivoo compl omplem emen enta tarr, exec execut utad adoo na extr extrem emid idad adee do dren drenoo par para prot proteg eger er a saíd saídaa d’água contra elementos que possam prejudicá-la (vegetação, etc.); é executada de co concr ncret etoo simple simples. s.
Drenagem profunda ou subterrânea Classificação dos Drenos 1 - aos aos locais locais para para inst instala alação ção : cortes em solo: onde as sondagens detectaram água próxima ao greide projetado cortes em rochas: onde há diáclises por onde a água pode percolar percolar.. 2 - ao preenchi preenchiment mento o da cava cava (vala) (vala):: cego ou sem tubo: pequena vazão (“francês”) com tubo: grande vazão 3 - a perm permea eabi bili lidad dadee da cama camada da supe superi rior or:: selados: impermeáveis a águas de superfície abertos: recebem água águass po porr cima cima 4 - a gran granul ulom omet etri riaa (mat (mater eria iall de ench enchim imen ento to): ): contínuos: somente um material de enchimento descontínuos: material material filtrante e material drenante drenante
Drenagem profunda ou subterrânea Tipos de Drenos
1- DRENO CONTÍNUO E DESCONTÍNUO: é função do mat materia eriall de enchi enchime ment ntoo (filtr (filtran antte e dren drenant ante) e) defin definid idoo visando atender as características do terreno e de disponib disponibilida ilidade de de materia materiais. is. 2- DRENO CEGO: dreno executado sem tubos, cuja função é executada executada pelo pelo material material drenante. drenante. 3- COLCHÃO DRENANTE : ou camada drenante, consiste numa camada de material drenante preenchendo o rebaixo de greide executado nos cortes em rocha visando impedir que a água percolada através de diáclises atinja as camadas inferiores do pavimento. pavimento.
Drenagem subsuperficial Drenagem subsuperficial Drenos Transversais Rasos
Têm por objetivo drenar águas que se infiltram no pavimento e percolam percolam longitudinalme longitudinalmente nte atrav através és da superfície superf ície de contato pavimento e terraplanagem. terraplanagem. São aplicados nas saídas saíd as de corte corte e nos pontos baixos de aterros.
Drenagem subsuperficial Drenos Longitudinais Rasos
Têm como função coletar e conduzir longitudinalmente longitudinalmente águas infiltra inf iltradas das no pavimento, pavimento, em seções em que há confinamento lateral do pavimento por outro outross dispos dispositi itivvos (sarje (sarjetas tas,, etc etc.). .).
Drenagem subsuperficial Base Drenante
Consiste numa camada betuminosa de granulometria aber berta, muit uito perm ermeáv eável, el, posic siciona onada abaixo ixo do revestimento e estendida até o bordo dos acostamentos, propiciando condição de livre drenagem às águas de infiltração no pavimento. Os materiais empregados são pré-misturados abertos e macadame macadame betuminoso
Drenagem subsuperficial Drenos Laterais da Base (Sangras)
Têm por objetivo propiciar condições de drenagem, a interva rvalos defini finid dos, a uma base drenante que é confinada lateralmente por acostamentos impermeáveis. Também, os materiais utilizados são pré-misturados pré-misturados abertos abertos ou macadame macadame betuminoso. betuminoso.
Considerações Finais Em Drenagem sempre levar l evar em conside consideração: ração:
Estudos Hidrológicos
Levantamentos Levantamentos Topográficos Topográficos
Normas técnicas
Bom senso, avaliar criticamente os dados
BIBLIOGRAFIA BÁSICA
1. ALME ALMEID IDA, A, Gil Gil Carv Carval alho ho.. Dren Drenag agem em Rodov odoviá iári riaa – Nota Notass de Aula Aula – UFJF UFJF.. 2003 2003 2. DNIT NIT. Manu Manuaal de Dre Drenagem de Rodovias. Rio de Janei neiro. 2006 3. INSTRUÇÕES PARA DRENAGEM DE RODOVIAS. MT / Departamento Nacional de Estr Estrad adas as de Rodag odagem em.. COMPLEMENTAR
1. ESPECIFICAÇÕES GERAIS PARA OBRAS RODOVIÁRIAS – Volume I/IV - MT / Depa De part rtam amen ento to Naci Nacion onal al de Estr Estrad adas as de Rodag odagem em - 2000 2000 2. MANUAL DE IMPLANTAÇÃO BÁSICA – MT / Departamento Nacional de Estradas de Rodag dagem - 1975
