Prof. Carlos Yukio Suzuki
DRENAGEM DE OBRAS VIÁRIASRODOVIAS E FERROVIAS
INTRODUÇÃO
OBJETIVOS DA DRENAGEM
COLETAR, CONDUZIR E LANÇAR, O MAIS RÁPIDO POSSÍVEL E EM LOCAL ADEQUADO, TODA ÁGUA
QUE SE ORIGINA, QUE CORRE/CAI NA SUPERFÍCIE OU CRUZA A PLATAFORMA VIÁRIA E QUE PODE COMPROMETER A SEGURANÇA DO USUÁRIO, A ESTABILIDADE GEOTÉCNICA DO MACIÇO OU A
VIDA ÚTIL DO PAVIMENTO.
2
CONSEQUÊNCIAS DA DRENAGEM INADEQUADADEGRADAÇÃO DA PLATAFORMA VIÁRIA E DO MEIO
AMBIENTE
DIMINUIÇÃO DA VIDA DO PAVIMENTO
AUMENTO NOS CUSTOS OPERACIONAIS DOS VEÍCULOS
AUMENTO NOS ÍNDICES DE ACIDENTES
AUMENTO NOS CUSTOS DOS USUÁRIOS
DANOS ÀS PROPRIEDADES LINDEIRAS3
PROBLEMAS DE DRENAGEM INADEQUADASUPERFICIAL
EROSÃO DE TALUDESASSOREAMENTO DOS DISPOSITIVOSINSTABILIDADE DE TALUDESSEGURANÇAADERÊNCIA PNEU-PAVIMENTOAQUAPLANAGEMREDUÇÃO DA VISIBILIDADEEMPOÇAMENTOALAGAMENTO DA PLATAFORMA
4
PROBLEMAS DE DRENAGEM INADEQUADASUBSUPERFICIAL
INFILTRAÇÃO PELAS TRINCAS / JUNTAS / TRANSIÇÕESDETERIORAÇÃO FUNCIONAL E ESTRUTURAL DO
PAVIMENTOBOMBEAMENTO – PAVIMENTO RÍGIDO
PROFUNDADETERIORAÇÃO FUNCIONAL E ESTRUTURAL DO
PAVIMENTOPERDA DE SUPORTE DO SUBLEITORECALQUE E AFUNDAMENTO DA PLATAFORMA
5
PROBLEMAS DE DRENAGEM INADEQUADATALVEGUE
INUNDAÇÃO DA PISTA – INTERRUPÇÃO DO TRÁFEGOESTABILIDADE DO TALUDE – REBAIXAMENTO RÁPIDO
DO NAEROSÃO GENERALIZADA
6
PROBLEMAS DE DRENAGEM INADEQUADA
7
PROBLEMAS DE DRENAGEM INADEQUADA
8
PROBLEMAS DE DRENAGEM INADEQUADA
9
PROBLEMAS DE DRENAGEM INADEQUADA
10
PROBLEMAS DE DRENAGEM INADEQUADA
11
PROBLEMAS DE DRENAGEM INADEQUADA
12
PROBLEMAS DE DRENAGEM INADEQUADA DRENAGEM SUPERFICIAL URBANA
13
PROBLEMA DE DRENAGEM INADEQUADA
14
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM
SUPERFICIAL
SUBSUPERFICIAL
PROFUNDA
TALVEGUE / TRAVESSIA
ESPECIAIS
15
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM
SUPERFICIALVALETAS / CANALETASSARJETASBOCAS DE LOBO
SUBSUPERFICIALCAMADAS DRENANTES (PAVIMENTO)DRENOS DE PAVIMENTO
PROFUNDATRINCHEIRAS
16
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM
TALVEGUE / TRAVESSIABUEIROSPONTILHÃO / PONTES
ESPECIAISDRENOS VERTICAISDRENOS HORIZONTAIS PROFUNDOSRESERVATÓRIOS DE ACUMULAÇÃO
17
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM
18
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM
19
DIRETRIZES DE PROJETO
20
DIRETRIZES DE PROJETO
OBJETIVOSproteção da via quanto à ação prejudicial das águasprecipitações, infiltrações, condução pelos talvegueslençóis freáticos ou artesianos
TIPOS DE DRENAGEMDNIT
superficialtransposição de talveguespavimentosubterrânea ou profundatravessia urbana
21
FASES DE PROJETO
Básicoconcepçãoquantitativosprojeto - padrão
Executivodetalhamento – projeto estrutural, interferências etc.locação / amarraçãométodo construtivoespecificações
22
ATIVIDADES DE INTERESSE
levantamentos topográficos / aerofotogramétricosestudos hidrológicos / geológicosprojetos geométricos / terraplenagem / pavimentaçãoaspectos econômicos / visitas ao trechoequipamentos / materiais e locais disponíveis
23
Pontos Obrigados - Travessias
24
Traçado de Espigão
25
Traçado do Vale
26
Variação da Superelevação ao Longo de uma Curva – Giro em Torno da Borda Interna
27
Ponto Baixo
28
Ponto Alto
29
Seção Normal – Pista Simples
30
Seção Tipo – Pista Dupla
Seções Normais – Pista Dupla
31
Seção Inclinada – Pista de Múltiplas Faixas
32
Seção Inclinada Pista Simples – e até 4%
33
Seção Inclinada Pista Simples – e > 6%
ESTUDOS HIDROLÓGICOS E CLIMATOLÓGICOSColeta de Dados
cartográficos (plantas / mapas –IGC, IBGE, EMPLASA etc.)
topográficos / geomorfológicosgeológicos / pedológicoshidrometeorológicos / climatológicosdados pluviométricos / fluviométricos / pluviográficosobras hidráulicas existentes na áreabarragem a montante (amortecimento de enchente)barragem a jusante (remanso do reservatório)canalizações e drenagensaçudes
34
ESTUDOS HIDROLÓGICOS E CLIMATOLÓGICOSCaracterização Física da Área
localização, relevo, tipo de ocupação cobertura do soloregiões homogêneas
Caracterização do Regime Climático
variação sazonaltemperatura, evaporação, insolação, umidade relativa do ardireção, intensidade, duração e frequência dos ventos
Número médio de dias chuvososclassificação de Köppenhistogramas /pluviogramas/ tabelas
35
ESTUDOS HIDROLÓGICOS E CLIMATOLÓGICOSEstudo de Chuvas Intensas
equações intensidade – duração – frequência delimitação de grandes bacias / barreiras orográficas (montanhas)fonte / localização do ponto / período de dados analisados/ série
histórica disponívelgráficos de intensidade e duração para diversos Tr
“Precipitações Intensas no Estado de São Paulo”DAEE / FCTH – Magni e Mero (1999)
Caracterização do Regime Fluvialregime fluvial dos grandes cursos d’água (série histórica de
vazões)histogramas / fluviogramas / limnigramascurva chave
36
ESTUDOS HIDROLÓGICOS E CLIMATOLÓGICOSEstudos de Escoamento Superficial Direto
Características Geraisfisiográficas / tipo de solo / cobertura vegetalestimativa de evolução futura do uso do solo e ocupação
1:2000 pequenas bacias1:10.000 A ≤ 20 km2
1:50.000 A > 20 km2
numeração – sentido e lado do estaqueamentoexemplo: Bacia 5D – (5ª bacia do lado direito)
37
ESTUDOS HIDROLÓGICOS E CLIMATOLÓGICOSDeterminação das Vazões de Projeto
A metodologia para determinação das vazões de projeto em engenharia de transportes será definida em função das áreas das bacias hidrográficas e pode variar em função das diretrizes do órgão gestor rodoviário.
Pode ser definida por meio de métodos indiretos ou diretos.
Métodos Indiretos - Métodos a serem utilizados segundo o DER/SP e a DERSA
38
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES DE PROJETO
A (km2) Método
<2 Racional
2,0 – 50,0Ven Te Chow, I Pai Wu, Triangular do
SCS
>50 Método Estatístico Direto
DEREDERSA
DNIT
39
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES DE PROJETOMétodo Direto EstatísticoA > 50 km2 – dados fluviométricos, correlações com bacias
vizinhas hidrologicamente homogêneasanálise probabilística dos registros fluviométricosanálise de frequência de chuvasescolha da função distribuição de probabilidade (Gumbel
EV-1, log Pearson III, log Normal ou outras)
40
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES DE PROJETOMétodo RacionalFórmula BásicaQ = C . i . Ab
Q = vazão, m3/si = intensidade pluviométrica, mm/minc = coeficiente de escoamento superficial (média ponderada)Ab = área de drenagem, ha
TIPOS DE ÁREA Valores típicos de c
Pavimentada 0,90
Superfície em Talude 0,70
Gramada 0,35
41
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES DE PROJETOTempo de Concentração
Fórmula “Califórnia Highway and Public Roads”tc = 57 . L1,55 H-0,385
tc = tempo de concentração, minL = comprimento do talvegue, kmH = desnível entre o ponto mais alto, no início do
talvegue e a cota na seção de referência, mIntensidade
Equação de chuva válida para a regiãoi = f (tc, Tr)
tc ≥ 5 min
42
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES DE PROJETOPeríodos de Retorno ou Tempos de RecorrênciaA adoção do período de retorno para determinação da
vazão de projeto que subsidiará o dimensionamento hidráulico das estruturas de drenagem está associada ao risco que se quer assumir na obra a ser implantada.
Infelizmente, não há consenso entre os órgãos de gestão rodoviária no Brasil, portanto pode variar em instituições nacionais, estaduais ou mesmo, municipais, devendo o projetista na ocasião verificar com o órgão competente o período de retorno a ser considerado em cada dispositivo.
43
PERÍODOS DE RETORNO(DER / DERSA)
TIPOS DE OBRAS Tr (anos)
Dispositivos De Drenagem Superficial 10
Pontes 100
Bueiros e Canalizações de Talvegues:
a) em área urbana ou de expansão urbana 100
b) em área rural, 25, com verificação para 100 anos
c) canais trapezoidais independentes de bueiros ou pontes, em áreas urbanas
50
canais retangulares 100
b) Bueiros de Talvegue Existentes 25, com verificação para 100 anos
c) Talvegues Secos 25
44
ESTUDOS HIDRÁULICOS
Dimensionamento Hidráulico
v = velocidade de escoamento, m/sR = raio hidráulico, mI = declividade longitudinal, m/mn = coeficiente de rugosidade
Q = Am . v
Q = vazão de projeto, m3/sAm = área, m2
v = R2/3 I1/2n
45
PARÂMETROS DE PROJETO
DISPOSITIVOS Vmáx (m/s)
Canais sem revestimento 1,20
Sarjetas, valetas e canais revestidos com grama 1,60
Canais revestidos com concreto ou pedra e bueiros de
concreto ou metálicos4,50
Bueiros de greide, sarjetas e valetas revestidas de
concreto6,00
46
DRENAGEM SUPERFICIAL
47
DRENAGEM SUPERFICIAL
OBJETIVOSINTERCEPTAR AS ÁGUAS QUE POSSAM ATINGIR A
PLATAFORMA VIÁRIA E CONDUZI-LAS PARA LOCAL ADEQUADO
CONTROLE DE EROSÃO DOS TALUDES DE CORTE E ATERRO
48
DRENAGEM SUPERFICIAL
TIPOSVALETAS DE PROTEÇÃO DE CORTE/ATERROVALETAS DE BERMAS DE CORTE/ATERROSARJETAS DE PÉ DE CORTE/ATERROVALETAS DO CANTEIRO CENTRAL
CLASSIFICAÇÃOQUANTO À FORMA
MEIA CANA / TRIANGULAR / RETANGULAR / TRAPEZOIDALQUANTO AO REVESTIMENTO
GRAMA / CONCRETO / PEDRA MARROADA
49
DR-1ASARJETA TRIANGULAR DE CORTEREVESTIMENTO EM GRAMA EM PLACAS
50
DR-1BSARJETA TRIANGULAR DE CORTEREVESTIMENTO EM CONCRETO
51
DR-2AVALETA DE CANTEIRO CENTRALREVESTIMENTO EM GRAMA
52
DR-2BVALETA DE CANTEIRO CENTRALREVESTIMENTO EM CONCRETO
53
DR-3AVALETA DE PROTEÇÃO TRAPEZOIDALREVESTIMENTO EM GRAMAPROTEÇÃO DE CRISTA DE CORTE
54
DR-3AVALETA DE PROTEÇÃO TRAPEZOIDALREVESTIMENTO EM GRAMAPROTEÇÃO DE PÉ DE ATERRO
55
DR-3BVALETA DE PROTEÇÃO TRAPEZOIDALREVESTIMENTO EM CONCRETOPROTEÇÃO DE CRISTA DE CORTE
56
DR-3BVALETA DE PROTEÇÃO TRAPEZOIDALREVESTIMENTO EM CONCRETOPROTEÇÃO DE PÉ DE ATERRO
57
DR-3BVALETA DE PROTEÇÃO TRAPEZOIDAL
58
DR-5ACANALETA RETANGULAR DE BORDA DE ATERRO
59
DR-6SARJETA TRIANGULAR DE BORDA DE ATERRO
60
DRENAGEM SUPERFICIAL
DIMENSIONAMENTOVAZÃO DE ENTRADA – MÉTODO RACIONAL
C = Coeficientes de infiltração
C = 0,35 / 0,70 / 0,90
i = intensidade pluviométrica = f (tc, T)
tc = tempo de concentração = 5 minutos
T = período de retorno = 10 anos
A = seção de contribuição
6,3
AiCQe
(m³/s/m)
61
DRENAGEM SUPERFICIAL
DIMENSIONAMENTOVELOCIDADE DE ESCOAMENTO – FÓRMULA DE MANNING
V = Velocidade
RH = Raio Hidráulico
I = Declividade Longitudinal do Dreno
n = coeficiente de rugosidade
n
IRV H
2/13/2
(m/s)
Molhado Perímetro
Molhada Seção
P
SRH
62
DRENAGEM SUPERFICIAL
DIMENSIONAMENTOVAZÃO DE SAÍDA – EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE
CÁLCULO DO COMPRIMENTO CRÍTICO (L)
SVQs (m³/s/m)
),( QsQefL
63
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM
DRENAGEM SUPERFICIAL
64
Transposição de Segmentos de Sarjeta
65
Transposição de Segmentos de Sarjeta
66
Saída e Descida D’água em Talude
67
Dissipador de Energia
68
Bueiro de Greide
69
Caixa Coletora
70
Vala Lateral e Corta-Fio
71
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
72
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
OBJETIVOSPROTEÇÃO CONTRA INFILTRAÇÕES DIRETAS DE
PRECIPITAÇÕESASCENÇÃO DE LENÇÓIS D’ÁGUA SUBTERRÂNEOS
DISPOSITIVOSCAMADA DRENANTEDRENOS RASOS LONGITUDINAISDRENOS LATERAIS DE BASEDRENOS TRANSVERSAIS
73
FONTES DE ÁGUA NA ESTRUTURA
INFILTRAÇÃOTRINCAS E JUNTAS NA SUPERFÍCIEJUNÇÃO PISTA / ACOSTAMENTO
ASCENÇÃOLENÇOL FREÁTICOEFEITO CAPILAR
74
FONTES DE ÁGUA NA ESTRUTURA
75
FONTES DE ÁGUA NA ESTRUTURA
76
FONTES DE ÁGUA NA ESTRUTURAPavimento de Concreto de Cimento Portland
77
FORMAS DE MOVIMENTAÇÃO DA ÁGUA
DIFERENÇA DE ELEVAÇÃO (GRAVITACIONAL)DIFERENÇA DE TEMPERATURA OU PRESSÃOCAPILARIDADEFORÇA OSMÓTICA
FLUXO SATURADOGRADIENTE DEVIDO A DIFERENÇA DE ELEVAÇÃO
FLUXO NÃO SATURADOGRADIENTE FORNECIDO PELA CAPILARIDADE E
DIFERENÇA DE TEMPERATURA
78
EFEITO ADVERSO DA ÁGUA
FORÇAS DE PERCOLAÇÃO OU SUB-PRESSÃO GERAM FLUXOS INTERNOS E SATURAÇÃO
AMOLECIMENTO DAS CAMADAS DE FUNDAÇÃO QUANDO SE TORNAM SATURADAS E/OU MANTÉM-SE POR PERÍODOS PROLONGADOS
DESAGREGAÇÃO E TRINCAMENTO DE MATERIAIS PELA INTERAÇÃO COM A UMIDADE EXCESSIVA
CARREAMENTO E MIGRAÇÃO DE PARTÍCULAS DE SOLO PARA UM PONTO DE SAÍDA, PROPORCIONANDO “PIPING” OU EROSÃO (BOMBEAMENTO)
79
O PROBLEMA DA ÁGUA NOS PAVIMENTOSHISTÓRICO
ÁGUA NO PAVIMENTOTRESAGUET (FRENCH DRAIN) – FRANÇATELFORD E MCADAM – INGLATERRA
DRENAGEM NA BASE E SUB-BASEIZZARD (1944)CASAGRANDE E SHANNON (1952)BARBER E SAWYER (1952)
DRENAGEM SUBSUPERFICIALCEDERGREN (1972)DEMPSEY ET AL (1977)MOULTON (1980)
80
O PROBLEMA DA ÁGUA NOS PAVIMENTOS
Pavimento Asfáltico
Pavimento de Concreto de Cimento Portland
81
INFLUÊNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTOPavimento Asfáltico
82
Parâmetro Valores Adotados
Período de projeto (anos) 8
Perda de serventia - DPSI 2,00
Tráfego – NUSACE 7,46 x 107
Tráfego – NAASHTO 1,97 x 107
Módulo de resiliência do subleito (MPa) 50
Coeficiente de Drenagem – BGS (mi) 1,40
Desvio Padrão 0,45
Confiabilidade (%) 90
Número Estrutural Inicial – SN 5,76
Índice de Serventia Final - Pt 2,5
MaterialEspessura
(cm)
Módulo de Resiliência
(Mpa)
CoeficienteEstrutural
(ai)
CoeficienteDrenagem
(mi)
Número Estrutural Resultante (SN) = 4,92/5,42/5,76
-
0,40/1,00/1,40
1,0
-
3.500,0
300,0
7.500,0
50,0
0,44
0,18
0,28
-
Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ)
Brita Graduada Simples (BGS)
Brita Graduada Tratada com Cimento (BGTC)
Subleito Estabilizado (CBR > 5%)
15,0
12,0
18,0
-
07,8Mlog32,2
1SN
109440,0
5,12,4
PSIlog
20,01SNlog36,9SZWlog R
19,5
0R18
33322211 mDamDaDaSN
INFLUÊNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTOPavimento Asfáltico
83
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
Pre
se
nt S
erv
ice
Ind
ex
-P
SI
W18
Método da AASHTO/93 - Pavimento Asfáltico Invertido Rodoanel Sul Sensibilidade: Drenagem
Drenagem excelente (mi_bgs=1,40)
Drenagem média (mi_bgs=1,00)
Drenagem péssima (mi_bgs=0,40)
Drenagem excelente - após intervenção
Drenagem média - após intervenção
Drenagem péssima - após intervenção
Pt - Limite Final de Serventia
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
1,00E+05 1,00E+06 1,00E+07 1,00E+08
An
o d
e O
pe
raç
ão
Número de Solicitações Equivalentes Acumuladas do Eixo Padrão - W18
Projeção do Tráfego (Número N)
INFLUÊNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTOPavimento de Concreto de Cimento Portland
84
Parâmetro Valores Adotados
Período de projeto (anos) 20
Perda de serventia - DPSI 2,00Tráfego - NAASHTO RÍGIDO 1,44 x 108
Módulo de ruptura (MPa) 5,30
Módulo de elasticidade (MPa) 30.000
Módulo de reação (MPa/m) 80
Coeficiente de transferência de carga - J 2,50
Coeficiente de drenagem - Cd 1,25 / 1,00 / 0,70
Desvio Padrão 0,30
Confiabilidade (%) 70
Acostamento de Concreto SIM
MaterialEspessura
(cm)
Brita Graduada Tratada com Cimento (BGTC)
10,0
Subleito Estabilizado (CBR > 5%) -
Placa de Concreto de Cimento Portland (CCP)
24,0
Concreto Compactado com Rolo (CCR) 10,0
25,0
75,0
75,0
t
46,8
70R18
K
Ec
42,18DJ63,215
132,1DCdSclogp32,022,4
1D
10624,11
5,15,4
PSIlog
06,01Dlog35,7SZWlog
INFLUÊNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
Pavimento de Concreto de Cimento Portland
85
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
Pre
se
nt S
erv
ice
Ind
ex
-
PS
I
W18
Método da AASHTO/93 - Pavimento de CCP Rodoanel Sul - Sensibilidade: Drenagem
Drenagem excelente (Cd=1,25)
Drenagem média (Cd=1,00)
Drenagem péssima (Cd=0,70)
Pt - Limite Final de Serventia
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
1,00E+05 1,00E+06 1,00E+07 1,00E+08 1,00E+09
Ano
de O
pera
ção
Número de Solicitações Equivalentes Acumuladas do Eixo Padrão - W18
Projeção do Tráfego (Número N)
CONCEITOS DE PROJETO DE DRENAGEM
OBJETIVOMANTER MATERIAIS NÃO SATURADOSEVITAR EXPOSIÇÃO À UMIDADE ELEVADA
TIPOS DE CONTROLESELAR O PAVIMENTO E EVITAR INFILTRAÇÃOUTILIZAR MATERIAIS POUCO SENSÍVEIS A UMIDADEPROVIDENCIAR DRENAGEM ADEQUADA PARA RETIRAR
A UMIDADE O MAIS RÁPIDO POSSÍVEL
86
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
HIPÓTESESDRENAR SOMENTE A ÁGUA INFILTRADACAMADA DRENANTE POSICIONADA IMEDIATAMENTE
ABAIXO DO REVESTIMENTO
CRITÉRIOS DE PROJETOCONTINUIDADE DO FLUXOTEMPO DE DRENAGEM
NECESSIDADE DE DISPOSITIVOSi > 1500 mm / anoVDM > 500 veículos comerciais
87
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
INFILTRAÇÕES DE PROJETOCEDERGREN ET AL – 1973
RIDGWAY – 1975 - AASHTO
ano 1T
hora 1t
CCP - rígido Pavimento - 0,67 a 0,50 C
asfáltico toRevestimen - 0,50 a 33,0
r
C
C
iCIP
juntas entre oespaçament C
faixas de número N
juntasou trincasdas ocompriment
trincade pés / dia/pés 4,2 3
W
q
WCs
Wc
W
NcqQ
88
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
CAMADA DRENANTEELEMENTOS DE PROJETO
DECLIVIDADES LONGITUDINAL / TRANSVERSALLARGURAS DAS FAIXAS / ACOSTAMENTOSPOSIÇÃO DO DRENOESPESSURAS DAS CAMADASTIPOS DE MATERIALFAIXAS GRANULOMÉTRICAS
89
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
CAMADA DRENANTEDIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO – LEI DE DARCY
LeA
AikQ
DiCQ
100
24
Cálculo da espessura:
Ik
DiCe
100
24
Cálculo da permeabilidade:cmeer
Ie
DiCk
2100
24
90
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
COEFICIENTES DE PERMEABILIDADE (k)Material k (cm/s)
Brita 5 100
Brita 4 80
Brita 3 45
Brita 2 25
Brita 1 15
Pedrisco 5
Areia Grossa 1 a 0,1
Areia Fina 10-2 a 10-4
Areia Siltosa 10-4 a 10-5
Areia Argilosa 10-4 a 10-6
Argila Silto-arenosa 10-5 a 10-7
Bidim 4 x 10-1
91
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
DRENOS RASOS LONGITUDINAISELEMENTOS DE PROJETO
TIPOS DE DRENO (CEGO / TUBULAR)SEÇÃO HIDRÁULICATIPO DE MATERIAL – k > CAMADA DRENANTE
92
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
DRENOS RASOS LONGITUDINAIS – DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICODRENO CEGO – LEI DE DARCY
DRENO TUBULAR – LEI DE CHEZY - MANNING
AikQmáx
P
máxcrítico
Hmáx
Q
QI
n
IRSQ
2/13/2
93
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
DRENOS RASOS LONGITUDINAIS – DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
CÁLCULO DO TEMPO MÁXIMO DE PERMANÊNCIA D’ÁGUA NA CAMADA FILTRANTE
V = velocidade de percolaçãoK = coeficiente de permeabilidadei = gradiente hidráulico
ne = porosidade efetiva do material usado
L = espaçamento entre saídas
V
Lt
n
iKV
A
AiK
t
e
ef
máx
efA
QV
hora 1
94
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
95
Drenos Transversais e Longitudinais Rasos
96
Drenos Subsuperficiais – Detalhes Complementares
97
Locais para Implantação de Drenos Longitudinais e Transversais em Corte e em Aterro
98
Esquema Geral de Drenagem
99
Esquema Geral de Drenagem
100
DRENAGEM PROFUNDA
101
DRENAGEM PROFUNDA
102
DRENAGEM PROFUNDA
103
DRENAGEM PROFUNDA
OBJETIVOSINTERCEPTAR AS ÁGUAS QUE POSSAM ATINGIR O
SUBLEITOREBAIXAR O LENÇOL FREÁTICOMANTER UMIDADE DE EQUILÍBRIO COMPATÍVEL COM
AS CONDIÇÕES DE TRÁFEGO E DESEMPENHO ESTRUTURAL
ESTABILIDADE DE TALUDES
104
DRENAGEM PROFUNDA
DISPOSITIVOSDRENOS PROFUNDOSDRENOS EM ESPINHA DE PEIXECAMADAS DRENANTESDRENOS HORIZONTAIS PROFUNDOSVALETÕES LATERAISDRENOS VERTICAIS DE AREIA
105
DRENAGEM PROFUNDA
CLASSIFICAÇÃOQUANTO À FUNÇÃO:
INTERCEPTANTES / REBAIXAMENTO DO LENÇOLQUANTO À DISPOSIÇÃO
LONGITUDINAL / TRANSVERSALQUANTO AO PREENCHIMENTO DA CAVA
CEGO / TUBULARQUANTO À GRANULOMETRIA
CONTÍNUO / DESCONTÍNUOQUANTO À PERMEABILIDADE DA CAMADA SUPERIOR
SELADOS / ABERTOS
106
DRENAGEM PROFUNDA
CRITÉRIOS DE PROJETOVALA
Largura: If 50 cm - Ib = If + 10 cmProfundidade:
h = 1,5 -2,0 m - Brasilh = 1,5 a 3,7 m - USAh = 2,0 m – ALEMANHAh = 0,3 a 0,7 m – SUÉCIA
Localização - afastada do pé do talude de corte 1,5 m
107
DRENAGEM PROFUNDA
CRITÉRIOS DE PROJETOTUBOS:
DIÂMETRO: 5 A 25 cmDIÂMETRO DOS FUROS: 0,6 A 10 mm
108
DRENAGEM PROFUNDA
CRITÉRIOS DE PROJETOMATERIAL DE ENCHIMENTO (DRENANTE / FILTRANTE)
PERMITIR O FLUXO D’ÁGUARETER O SOLO DO SUBLEITOEVITAR COLMATAÇÃORECOMENDAÇÕES DE TERZAGHI
PERMEABILIDADENÃO ENTUPIMENTO DO MATERIAL FILTRANTENÃO ENTUPIMENTO DO TUBOUNIFORMIDADE
109
DRENAGEM PROFUNDA
DIMENSIONAMENTOVAZÃO DE ENTRADA – MÉTODO DE MCCLELAND
ONDE:t = tempo para estabilizar o NA (s)k = coeficiente de permeabilidade do solo (cm/s)D = desnível lençol freático – drenoW = espaçamento entre drenos (m)y = 0,02 – 0,05 – volume de drenagem por volume unitário de soloq = vazão por metro (m³/s/m)d = desnível – posições do lençol freático antes e depois do rebaixamento
0628,0/ 6924,0
0969,3/ 7740,22
10
10
Dd
Dd
Dkq
Dk
yWt Tempo de drenagem
Vazão por metro
110
DRENAGEM PROFUNDA
DIMENSIONAMENTOVAZÃO DE SAÍDA
DRENO CEGO – FÓRMULA DE DARCY
DRENO TUBULAR – FÓRMULA DE MANNING / CONTINUIDADE
ESPAÇAMENTO DAS SAÍDAS
AikQs
SVQn
IRV
S
H
2/13/2
se QQfL ,111
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM
DRENAGEM PROFUNDA OU SUBTERRÂNEA
112
Drenos Longitudinais Profundos para Cortes em Solos
113
Drenos Longitudinais Profundos para Cortes em Rochas
114
Posição de Dreno Longitudinal Profundo em Relação à Plataforma
115
Camada Drenante para Corte em Rocha
116
DRENAGEM DE TALVEGUES
117
DRENAGEM DE TALVEGUES
118
DRENAGEM DE TALVEGUES
DISPOSITIVOSBUEIROSPONTES / PONTILHÕES
ELEMENTOS DE PROJETOLEVANTAMENTOS TOPOGRÁFICOSESTUDOS GEOTÉCNICOSPLANTA – ESCONSIDADEPERFIL – DECLIVIDADECOMPRIMENTO DO BUEIROFUNDAÇÕES - RECOBRIMENTO
119
DRENAGEM DE TALVEGUES
CLASSIFICAÇÃO DOS BUEIROSFORMA DA SEÇÃO
TUBULARES / CELULARES / ESPECIAISNÚMERO DE LINHAS
SIMPLES / DUPLO / TRIPLOMATERIAL
CONCRETO / AÇO CORRUGADOESCONSIDADE
NORMAIS / ESCONSOSLOCALIZAÇÃO
CORTE / ATERRO
120
DRENAGEM DE TALVEGUES
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICOHIPÓTESES
FUNCIONAMENTO COMO CANALREGIME CRÍTICOREGIME SUPER E SUBCRÍTICO EQUAÇÃO DE MANNING E EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE
FUNCIONAMENTO COMO VERTEDOUROFUNCIONAMENTO COMO ORIFÍCIOS
METODOLOGIA DO BPR – CIRCULAR Nº 5COM CONTROLE DE ENTRADA HW / D = 1,2 a 1,5COM CONTROLE DE SAÍDA
121
DRENAGEM DE TALVEGUES
BUEIROS:
CONTROLES DE ENTRADA E DE SAÍDA
122
DRENAGEM DE TALVEGUESBUEIROS:
TIPOS DE CONTROLEDE ENTRADA
123
DRENAGEM DE TALVEGUES
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICOCOM CONTROLE DE ENTRADAENERGIA CONSUMIDA DA ÁGUA REPRESADA A MONTANTE
g
V
R
lngkeH
g
V
R
lngHf
Hf
keg
VHe
He
g
VHv
Hv
HfHeHvH
H
H
2
21
2
2
bueiro do longo ao Atrito
2
boca da geometria da função - entrada na carga de Perda
2
bueiro do corpo no água da média Velocidade
2
33,1
2
2
33,1
2
2
2
Nomogramas para resolução da fórmula
124
DRENAGEM DE TALVEGUES
DIMENSIONAMENTO ESTRUTURALCARGAS ATUANTES
DIMENSÃO DO TUBOCARGA DO TRÁFEGOCARGA DO ATERROCARACTERÍSTICAS DA FUNDAÇÃOLARGURA DA VALA DE ASSENTAMENTOTIPO DE BERÇO E INSTALAÇÃO
CARGA RESISTENTETRINCA ADMISSÍVEL DE 0,2 mm – ENSAIO DOS TRÊS
CUTELOS
125
DRENAGEM DE TALVEGUES
BUEIROS VAZÃO (m³/s)
BSTC Ø 1,00 2,00
BSTC Ø 1,20 3,10
BDTC Ø 1,00 3,80
BSOC 1,78 4,20
BSTC Ø 150 5,40
BTTC Ø 1,00 5,40
BSOC 2,25 5,65
BDTC Ø 1,20 5,89
BDOC 1,78 7,98
BSOC 3,00 8,10
BTTC Ø 1,20 8,37
BDTC Ø 1,50 10,26
BDOC 2,25 10,74
BUEIROS VAZÃO (m³/s)
BTOC 1,78 11,34
BSOC 4,00 11,60
BTTC Ø 1,50 14,58
BTOC 2,25 15,26
BDOC 3,00 15,39
BSCC 2,50 x 2,50 20,00
BTOC 3,00 21,87
BDOC 4,00 22,04
BDOC 4,00 31,32
BSCC 3,00 x 3,00 32,40
BSCC 3,50 x 3,50 46,90
BDCC 3,00 x 3,00 61,56
BTCC 3,00 x 3,00 87,48 126
DRENAGEM DE TALVEGUES
127
128
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM
DRENAGEM PARA TRANSPOSIÇÃO DE TALVEGUES
129
Bueiros de Concreto
Bueiro CelularBueiro Tubular
130
Bueiros Duplos e Triplos
131
Elementos Constituintes dos Bueiros
132
Elementos Constituintes dos Bueiros
133
Bocas de Bueiros Tubulares de Concreto
134
Bueiros Celulares de Concreto
135
Bueiros Celulares de Concreto
136
Posicionamento de Bueiros de Greide e de Talvegue
137
DRENAGEM ESPECIAL
138
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM ESPECIAIS
TIPOSDRENOS VERTICAISDRENOS HORIZONTAIS PROFUNDOSRESERVATÓRIOS DE ACUMULAÇÃO
139
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM ESPECIAISDRENOS VERTICAIS DE AREIA
140
DRENAGEM ESPECIAL
DRENO SUB-HORIZONTAL PROFUNDO
141
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM ESPECIAIS
RESERVATÓRIOS DE ACUMULAÇÃO
142
143
144
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM
DRENAGEM ESPECIALDRENO EM “ESPINHA DE PEIXE”
145
Dreno em “Espinha-de-Peixe”
146
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM
DRENAGEM ESPECIALDRENOS SUB-HORIZONTAIS
147
Drenos Sub-Horizontais – Detalhes Complementares
148
Drenos Sub-Horizontais – Detalhes Complementares
149
FOTOS DE DISPOSITIVOS
150
DRENAGEM SUPERFICIAL
151
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
SP-70
Rodovia Ayrton Senna
152
DRENAGEM SUBSUPERFICIALPROJETO DE RESTAURAÇÃO
153
DRENAGEM SUBSUPERFICIALPROJETO DE RESTAURAÇÃO
154
DRENAGEM SUBSUPERFICIALPROJETO DE RESTAURAÇÃO
155
DRENAGEM SUBSUPERFICIALPROJETO DE RESTAURAÇÃO - GEOTEXTIL
156
DRENAGEM SUBSUPERFICIALPROJETO DE RESTAURAÇÃO - GEOTEXTIL
157
DRENAGEM DE TALVEGUES
158
DRENAGEM DE FERROVIAS
159
DRENAGEM DE FERROVIAS
160
DRENAGEM DE FERROVIAS
161
RESUMO
162
RESUMODISPOSITIVOS DE DRENAGEM
PARÂMETROS HIDROLÓGICOS
VAZÃO DE ENTRADA
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
VAZÃO DE SAÍDA
OBSERVAÇÃO
SUPERFICIALValetas/Canaletas/Sarjetas
Q = f(c, i, A, T, tc)tc = 5 minT = 10 anos
Manning, Continuidade Borda livre = 0,2 yMaterial = grama/concreto
SUB-SUPERFICIAL Camadas DrenantesDreno do Pavimento
Q = f (c, i, D)tc = 1 horac = 0,33–0,67T = 1 anos
DarcyManning, ContinuidadeBAZIN
Dreno cegoDreno tubularNº de furos
TALVEGUE / TRAVESSIA BueirosPontilhões / Pontes
Q = f(c, i, A, T, tc)T = 25-50 anosT = 10 anos
Manning, ContinuidadeBPR – circulares 5 e 10
Tubulares, celulares, ovóidesHw/d ~1,2 a 1,5Condutos enterrados (MARSTON/SPANGLER)
PROFUNDA Drenos - Trincheiras Q = f (t, k, d/D, W)
McclelandDarcyManning, Continuidade
Rebaixamento do lençol ~1,50 mDreno cegoDreno tubularCritério de filho – TERZAGHI
ESPECIAIS Dreno VerticaisDrenos Horizontais ProfundosReservatórios de Acumulação
De areia/fibro-químicos-
Diagramas de descargas Afluente/efluente
--
-
Aceleração de recalquesEstabilidade de TaludesPiscinões
EXPRESSÕES1.Manning2.Continuidade3.Darcy
163
164
165
166
167
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASManual de Drenagem de RodoviasIPR – DNER – 1990
Highway Subdrainage DesignFHWA – 1990
Drenagem de Rodovias e AeroportosTelmo Fernandes de Aragão PortoEdições GRD – 1992
Drenagem dos Pavimentos de Rodovias e AeródromosHarry Cedergren – 1980Livros Técnicos e Científicos Editora S.A. – 1980
Engenharia de Drenagem SuperficialPaulo Sampaio WilkenCETESB – 1978
Drenagem Urbana – Manual de Projeto
CETESB – DAEE – 1979168
Drenagem de EstradasFrancisco Maia
Planning and Design of AirportsRobert Horonjeff
Drenagem de Estradas e AeroportosRenato G. Michelin
Pavimentos DrenantesHenriqueta Giolito Porto – 1999
Manual de Geotecnia – Taludes de RodoviasOrientação para Diagnóstico e Soluções de seus problemas DER/SP, São Paulo – 1991
Manual de Pavimentação Urbana – Drenagem: Manual de Projetos – volume II – ABPv, Rio de Janeiro, 2008
Drenagem Urbana e Controle de EnchentesAluisio P. Canholi – São Paulo, 2005 – Oficina de Textos
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
169