Drenagem de Rodovias

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Curso Técnico em EstradasPavimentação

Componentes: Ísis Miranda RibeiroGustavo Peixoto Belarmino

Matheus Soares de Melo

DRENAGEM DE DRENAGEM DE RODOVIASRODOVIAS

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IntroduçãoIniciando pela chuva, temos basicamente 4

destinos para as águas pluviais:

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1. Parte evapora retornando a atmosfera

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2. Parte é absorvida e retida pela vegetação

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3. Parte escoa sobre superfície – águas superficiais

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4. E parte penetra na crosta incorporando-se ao lençol freático – águas subterrâneas e profundas.

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São as águas superficiais e profundas que afetam e prejudicam as obras em andamento e as rodovias concluídas.

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ConceitConceitoo

Drenagem consiste no controle das águas afim de se evitar danos à estrada construída. Efetua-se este controle por meio da interceptação, captação, condução e deságue em local adequado das águas que:

Existem no subleito;Penetrem por infiltração no pavimento;Precipitem-se sobre o corpo estradal;Cheguem ao corpo estradal provenientes de áreas

adjacentes;Cheguem através dos talvegues aos aterros.

Portanto, para evitar problemas desta natureza...

Lançamos mão da:

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Conjunto de medidas tomadas no sentido de afastar as águas que escoam sobre a superfície da rodovia ou nas proximidades da mesma.

Drenagem superficial

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Conjunto de dispositivos subterrâneos executados com a finalidade de evitar que a águas profundas atinjam o pavimento ou a superfície da estrada

Drenagem Profunda

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Drenagem Superficial

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O sistema de drenagem superficial se compõem dos seguintes dispositivos, os quais serão detalhados na sequência:

Valeta de proteção de corteValeta de proteção de aterroSarjeta de corteSarjeta e meio-fio de aterroSarjeta de canteiro central e de banquetasTransposição de segmentos de sarjetasSaída e descida d’água em taludeDissipador de energiaBueiro de greideCaixa coletoraBacia de captação e vala de derivaçãoVala lateral e corta-rio

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Também denominada de valeta de coroamento, consiste em dispositivos destinados a interceptar e conduzir as águas precipitadas sobre as áreas adjacentes e que escoam a montante dos cortes, visando impedir que estas atinjam o corpo estradal.

Podem ser revestidas de: Grama; Pedra arrumada; Pedra argamassada; Concreto; Solo-cimento; ou o próprio solo compactado.

Valeta de proteção de corte

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Valeta de proteção de corte

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As valetas de proteção de aterros têm como objetivo interceptar as águas que escoam pelo terreno a montante, impedindo-as de atingir o pé do talude de aterro. Podem ser revestidas de:

• Grama; • Pedra arrumada; • Pedra argamassada; • Concreto; • Solo-cimento; • ou o próprio solo compactado.

Valeta de proteção de aterro

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Valeta de proteção de aterro

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A sarjeta de corte tem como objetivo captar as águas que se precipitam sobre a plataforma e taludes de corte e conduzi-las, longitudinalmente à rodovia, para os bueiros, saídas dos cortes ou talvegues naturais.

Sarjeta de corte

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Sarjeta de corte

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As sarjetas e meio fios de aterro são dispositivos destinados a conduzir longitudinalmente as águas precipitadas sobre a pista de rolamento para os bueiros de greide ou saídas d’água, impedindo que escoem pelo talude do aterro, provocando pontos de erosão.

Sarjeta e meio fio de aterro

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Conclusão


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Sarjeta de canteiro central e de banqueta

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 rolamento e área central da rodovia, para caixas coletoras e bueiros de greide

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As de banquetas são sarjetas implantadas em taludes de corte ou aterro cuja altura requeira o banqueteamento

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Transposição de segmento de sarjeta

São dispositivos destinados a dar acesso a propriedades ou vias laterais (secundárias) a rodovia, permitindo a passagem de veículos sobre sarjetas, sem causar danos ao dispositivo ou a interrupção do fluxo canalizado.

Distinguem-se dois tipos básicos de dispositivos de transposição de segmentos de sarjetas, a saber:

Tubos de concreto, tipo de encaixe macho e fêmea, envolvidos por berço e cobertura de concreto simples

Laje de grelha de concreto armado, pré-moldada

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Saída e descida d’água em talude

As saídas d’água são dispositivos em concreto simples destinados a receber as águas da plataforma coletadas pelas sarjetas e meio-fios, nos extremos de comprimentos críticos, conduzindo-as às descidas d’água em taludes de aterro, sem quebrar a continuidade do fluxo d’água.

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As descidas d’água para taludes de cortes são dispositivos destinados a conduzir através dos taludes de corte as águas de talvegues interceptados pela rodovia, sendo que a descarga se faz normalmente em caixas coletoras de bueiros de greide ou, excepcionalmente, na própria sarjeta de corte.

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As descidas d’água em taludes de aterro são dispositivos locados nos pontos mais baixos, destinados a conduzir através dos taludes de aterros as águas de plataforma coletadas por sarjetas ou meio-fios de aterros e os fluxos de bueiro de greide que descarregam no talude de aterro, normalmente são complementadas por dissipadores de energia.

As descidas d’água podem ser rápidas (lisas) ou em degraus.

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Dissipador de energia

São dispositivos que tem a função de reduzir a energia de fluxos d’água concentrados por outros dispositivos de drenagem, promovendo a redução da velocidade de escoamento, minimizando os efeitos erosivos quando da disposição final junto ao terreno natural

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Bueiro de greide

Consiste numa linha de tubos de concreto, normalmente armado, apoiado num berço de concreto magro, quase a superfície da plataforma de terraplenagem, com objetivo de propiciar adequadas condições de deságue das águas coletadas por dispositivos de drenagem superficial cuja vazão admissível tenha sido atingida ou drenar pontos baixos.

São localizados em seções mistas, passagens de corte para aterro, pontos mais baixos dos aterros e transposições de pista quando necessário

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Bueiro de greide

Em aterro

Em corte

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Caixa coletora

São dispositivos de concreto simples ou de alvenaria de tijolos, utilizáveis nas extremidades dos bueiros de greide para a captação e transferência das águas provenientes de sarjetas (caixa coletora de sarjeta) ou em substituição a boca de montante de bueiros de grota (caixa coletora de talvegue).

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Caixa coletora

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Bacia de captação e vala de derivação

Bacias de captação são depressões rasas escavadas a montante de bueiros visando facilitar e disciplinar a entrada do fluxo d’água nos bueiros.

Valas de derivação são valas construídas a jusante do bueiro, com objetivo de afastar rapidamente as águas que o transpuseram.

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Bacia de captação e vala de derivação

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Vala lateral e corta-rio

Valas laterais são valas construídas com o objetivo de intercomunicar pequenas bacias e conduzir os respectivos fluxos a um único e principal talvegue.

Corta-rios são valas de dimensões avantajadas cujo objetivo é desviar pequenos cursos d’água impedindo-os d atingir e danificar (erodir) os pés de aterros.

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Vala lateral e corta rio

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Drenagem para transposição de talvegue

Bueiros ou obras de arte correntes – OAC são dispositivos drenantes constituídos por linhas de escoamento d’água, sobre o terreno natural, tendo todo o aterro sobre si, normalmente posicionado transversalmente a plataforma, permitindo a livre passagem d’água sob a rodovia. Podem drenar as águas precipitadas fora do corpo estradal e acumuladas nos talvegues naturais ou precipitadas sobre a plataforma e taludes de cortes e acumuladas em caixas coletoras. Existe uma diversidade bastante grande de OAC e que passamos a classificar da forma como segue

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A- tipo de estrutura e forma de seção transversal

Bueiro tubular de concreto: constituído por linha de tubos de concreto armado, pré-moldado, de seção transversal circular, com Ø variando de 0,80 a 2,00m; podem ter encaixe macho e fêmea simples ou de bolsa

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Bueiro celular de concreto: constituído por células de concreto armado, moldados “in loco”, normalmente com seção transversal quadrada, com lado variando de 1,00 a 3,00m; permitem grandes vazões.

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Bueiro ESPECIAIS: constituído por estruturas de concreto, metálica ou alvenaria de pedra ou tijolos, podem ser em forma de arco, ovóide ou quadrada/ retangular (capeado); podem ter dimensões variadas e aplicações mais específicas.

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B- Número de linhasBueiro simples: constituído por uma única linha de

dispositivos de escoamento;Bueiro Duplo ou Triplo: constituídos

respectivamente por linha dupla e tripla de dispositivos de escoamento d’água; não é usual número maior de linhas.

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C- EsconsidadeNormal: o eixo do bueiro é ortogonal ao eixo da

estrada; facilidade construtiva e menor custo em função do menor comprimento.

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 estrada e o eixo do bueiro; requer detalhamento construtivo, gerando um comprimento maior ao bueiro. Os ângulos de esconsidade devem ser múltiplos de 5° até o máximo de 45°.

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Elementos constituintes dos bueiroscorpo: estrutura com a função efetiva de dar

passagem as águas;Berço: constitui a base de alinhamento do bueiro;

normalmente de concreto.Bocas: são os dispositivos de entrada (montante) e

saída (jusante) dos bueiros, integrando o bueiro ao corpo do aterro.

Recobrimento: aterro de cobertura ao bueiro, com altura mínima estabelecida em função do tipo e dimensão do bueiro.

Declividade: inclinação longitudinal do bueiro cuja função é forçar o escoamento apropriado das águas, evitando velocidades excessivas.

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Determinação da seção de vazão dos bueiros

A área de vazão do bueiro é uma função da vazão m³/s.

A vazão depende de:1. Área da bacia de contribuição;2. intensidade de precipitação (mm/h);3. Declividade média da bacia – tempo médio de

concentração;4. Natureza e forma da superfície drenada.

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Drenagem Profunda

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A solução dos projetos de drenagem subterrânea exige :a) conhecimento da topografia da área;b) observações geológicas e pedológicas necessárias,

com obtenção de amostras dos solos por meio de sondagens a trado, percussão, rotativa e em certos casos, por abertura de poços a pá e picareta;

c) conhecimento da pluviometria da região, por intermédio dos recursos que oferece a Hidrologia.

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O sistema de drenagem profunda se compõem dos seguintes dispositivos, os quais serão detalhados na sequência:

a) Drenos profundos;b) Drenos espinha de peixe;c) Colchão drenante;d) Drenos sub-horizontais;e) Valetões laterais;f) Drenos verticais de areia.

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Dreno profundo

Os drenos profundos, dispostos longitudinalmente ao corpo estradal, são dispositivos utilizados para interceptar fluxos das águas subterrâneas e rebaixar o lençol freático, em cortes, em solo ou rocha, captando e escoando as águas, de maneira a evitar que a ação das águas subterrâneas possa afetar a resistência do material do subleito e do pavimento, prejudicando o desempenho pretendido.

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Elementos constituintes dos drenos

Vala: Os drenos profundos são instalados com largura de 0,50m e preferencialmente, em profundidades da ordem de 1,50 a 2,00m.

Material filtrante: é utilizado como material filtrante a areia natural, isenta de impurezas orgânicas e torrões de argila.

Material drenante: poderão ser utilizados produtos resultantes da britagem e classificação da rocha sã, areias grossas e pedregulhos naturais ou seixos rolados, desde que isentos de impurezas orgânicas e torrões de argila.

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Dreno profundo

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Dreno profundo

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Drenos espinha de peixe

É um dreno sem tubo, de pequena profundidade, com a configuração de uma espinha de peixe, ou seja, uma linha principal alimentada por diversas linhas secundárias. Bastante utilizados em grandes áreas pavimentadas, em cortes com nascente d’água e também sob aterros com nível freático muito elevado

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Colchão drenante

O objetivo das camadas drenantes é drenar as águas, situadas a pequena profundidade do corpo estradal, em que o volume não possa ser drenado pelos dreno "espinha de peixe". São usadas:

a) nos cortes em rocha;b) nos cortes em que o lençol freático estiver próximo do

greide da terraplenagem;c) na base dos aterros onde houver água livre próximo

ao terreno natural;d) nos aterros constituídos sobre terrenos

impermeáveis.A remoção das águas coletadas pelos colchões

drenantes deverá ser feita por drenos longitudinais.

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Drenos sub-horizontais

Os drenos sub-horizontais são aplicados para a prevenção e correção de escorregamentos nos quais a causa determinante da instabilidade é a elevação do lençol freático ou do nível piezométrico de lençóis confinados. No caso de escorregamentos de grandes proporções, geralmente trata-se da única solução econômica a se recorrer.

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Drenos sub-horizontais

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Valetões laterais

casos em que se recomendam os valetões laterais formados a partir do bordo do acostamento, sendo este valetão constituído, de um lado, pelo acostamento, e do outro pelo próprio talude do corte, processo este designado por falso-aterro.

Contudo, a estrada ficará sem acostamento confiável na época das chuvas e nos tempos secos terá um acostamento perigoso, face à rampa necessária, a não ser que hajam alargamentos substanciais, o que equivale a dizer que os valetões laterais vão funcionar independentemente da plataforma da rodovia.

O dispositivo (valetão lateral), por outro lado, em regiões planas, pode exercer sua dupla função sem dificuldade, visto poder trabalhar como sarjeta e dreno profundo, ao mesmo tempo.

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Drenos verticais de areia

Os drenos verticais de areia consistem, basicamente, na execução de furos verticais penetrando na camada de solo compressível, nos quais são instalados cilindros com material granular de boa graduação. A compressão decorrente expulsa a água dos vazios do solo o que, aliado ao fato de que normalmente a permeabilidade horizontal é menor que a vertical, faz com que se reduza o tempo de drenagem.

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Conclusão

Tanto a drenagem superficial quanto a drenagem profunda tem imensa responsabilidade e grande contribuição para maior vida útil de uma rodovia e principalmente segurança ao usuário que transitam sobre a mesma. É primordial que do conceito do projeto a execução final, seja levado com extrema importância a implantação de uma drenagem adequada ao sistema viário da rodovia como também de suma importância a manutenção periódica de todos os dispositivos na via implantados.

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Referências Bibliográficas

Noções de drenagem – UFRGS;Dispositivos de drenagem para obras rodoviárias- UFPR;Manual de drenagem de Rodovias – DNIT; Publicação IPR –

724;Álbum de projetos-tipo de dispositivos de drenagem – DNIT

– Publicação IPR - 725

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