AFONSO LUS CORRA DE VIRGILIIS

PROCEDIMENTOS DE PROJETO E EXECUO DE PAVIMENTOS PERMEVEIS VISANDO RETENO E AMORTECIMENTO DE PICOS

DE CHEIAS

So Paulo 2009

II

AFONSO LUS CORRA DE VIRGILIIS

PROCEDIMENTOS DE PROJETO E EXECUO DE PAVIMENTOS PERMEVEIS VISANDO RETENO E AMORTECIMENTO DE PICOS

DE CHEIAS

Dissertao apresentada Escola Politcnica da Universidade de So Paulo para a obteno do ttulo de Mestre em Engenharia

rea de concentrao: Engenharia de Transportes

Orientador: Prof. Dr. Carlos Yukio Suzuki

So Paulo 2009

III

Este exemplar foi revisado e alterado em relao verso original, sob responsabilidade nica do autor e com a anuncia de seu orientador.

So Paulo, de dezembro de 2009.

Assinatura do autor ____________________________

Assinatura do orientador _______________________

FICHA CATALOGRFICA

Virgiliis, Afonso Lus Corra de Procedimentos de projeto e execuo de pavimentos per -

meveis visando reteno e amortecimento de picos de cheias / A.L.C. Virgiliis. -- ed.rev. -- So Paulo, 2009. 191 p.

Dissertao (Mestrado) - Escola Politcnica da Universidade de So Paulo. Departamento de Engenharia de Transportes.

1. Pavimentao (Permeabilidade) 2. Asfalto (Permeabilidade)

3. Blocos (Permeabilidade) I. Universidade de So Paulo. Escola Politcnica. Departamento de Engenharia de Transportes II. t.

IV

Ao Eng. Ernani Virgiliis, meu pai, Meu incentivo, meu exemplo e admirao.

Ao Sr. Antnio Salomo, Pela bravura, integridade e luta.

V

AGRADECIMENTOS

Ao Prof. Dr. Carlos Yukio Suzuki, pela orientao em todo o trabalho, cuja presteza e pacincia foram fundamentais ao meu aprimoramento, sempre disposto a ajudar mesmo quando muito ocupado. Muitssimo obrigado.

Ao Prof. Dr. Jos Rodolfo Scarati Martins, pelo incentivo e palavras de encorajamento, por nunca deixar de acreditar em mim sempre me ajudando a enxergar a luz no fim do tnel.

A Prof. Dr Liedi Bariani Bernucci, que esteve presente e lutando para a realizao desta jornada.

Aos amigos Ricardo e Ftima Curi que sem dvida representam muito para mim. Apoiando-me em todos os momentos. No vou me esquecer de vocs.

Ao Secretrio Adjunto da Secretaria de Infraestrutura Urbana e Obras -SIURB, Eng.. Marcos Rodrigues Penido, um amigo sempre presente e com solues geniais para os obstculos que pareciam intransponveis, sem sua ajuda o presente trabalho no sairia do papel. Pelo seu entusiasmo, pela tranqilidade e por toda a gentileza, obrigado.

Ao Eng. Rossi do Lions Sumar por tanto empenho e ajuda.

Ao Prefeito de So Paulo, Eng. Gilberto Kassab, por ver na idia um futuro para nossa cidade to grande e complexa.

Ao amigo Humberto Nascimento, que com seu conhecimento prtico e entusiasmo inabalvel, contribuiu muito com suas sugestes.

Ao Walter de Souza Faria responsvel pela usina de asfalto, com quem primeiro conversei sobre a idia de pavimentos permeveis me incentivando a trabalhar com esse assunto e permanecendo comigo nessa empreitada.

VI

Ao Dr. Ricardo Borsari meus agradecimentos pela viso empreendedora e colaborativa e a todos do DAEE que acompanharam o desenvolvimento das obras.

Aos colegas Vera Melo, Jorge Ogata, Dirce C. Balzan, Fernando Vilar Lemos, Flvio Vechiatto Galletti, Laerte Moroni Pires e Zaira, todos da SIURB e membros da Comisso de Normas de Pavimentao da PMSP, dia a dia envolvidos e interessados pelo desenvolvimento do trabalho.

Ao caro amigo Flavio Conde e sua equipe do SAISP, Ccera Lemos, Cristiane Andrioli , Kleber e outros amigos pelo suporte, caronas e conselhos.

Ao Prof. Dr. Augusto Pereira Filho do IAG USP que pode abrir novos horizontes nunca trilhados por mim, obrigado.

A Eng Liliane Lopes Pinto pelas horas de trabalho e pacincia realizando clculos e revendo detalhes do projeto e sua execuo.

Aos amigos Eng. Sandra Uemura e Eng. Rodrigo da Hidrulica Computacional, que tanto ajudaram.

Ao Eng. Pedro Algodoal, pelas horas que passamos discutindo o assunto, propondo solues e comentando alternativas.

Ao Anderson Nakazone, meu fiel escudeiro, Rosngela Motta, Diomria e Edson Moura do Laboratrio de Tecnologia de Pavimentao LTP-EPUSP.

Aos Professores Doutores, Lus Csar Souza Pinto, Felipe Domingues, Mario Thadeu Leme de Barros, Jos Tadeu Balbo, e Ruben La Laina Porto, sempre cumprindo a louvvel misso de ensinar, e a tudo que me ensinaram muito bem, grato.

Ao Prof. Dr. Kamel Zahed Filho, que certa vez jogou minha vaquinha pelo precipcio, mesmo sem querer, impulsionando minha determinao de persistir e ir adiante.

VII

A Prof. Dr. Mnica Porto cujo empenho como presidente da FCTH permitiu a construo da pista experimental.

A Arquiteta Amanda Cristina Franco pelas palavras de incentivo e encorajamento quando estvamos frente da Subprefeitura.

Aos colegas engenheiros, Carmen Silvia Facioli e Roberto Costa por me aturarem quando eu estava na Coordenadoria de Projetos e Obras da SP-PI.

As queridas amigas Ins Ferraz de Campos, Snia Belintani de Souza, Luciana Gomes Mendes, Regina Prete e ao amigo Catarino Rodrigues pela torcida.

Ao Eng. Marcelo Missato pela grande ajuda com os desenhos e desenvolvimento do projeto geomtrico em CAD.

Ao Prof. Dr. Carlos M. Tucci que me recebeu em Porto Alegre no Instituto de Pesquisas Hidrulicas IPH para meu primeiro contato com o experimento de pavimentos permeveis da Eng. e Mestre Laura Acioli e ao Prof. Dr. Marcio Baptista que esteve em SIURB para um curso de drenagem e enviou um precioso material para estudo de casos de pavimentos drenantes realizados na Frana.

Meus colegas Reynaldo Cagnin, Homero e Mozart Corra que agentaram a presso e ainda tem flego para agentar mais.

A todos da Secretaria do Verde e Meio Ambiente, Secretrio Eduardo Jorge, Dr. Wolf Steinbaun e Eng. Eduardo Aulicino que ouviram sobre pavimentos permeveis nas nossas reunies do Comit de Mudanas Climticas e Eco-economia Sustentvel.

Ao Prof. Dr. Carlos Eduardo Tomanik Packer, meu amigo e conselheiro, que Deus o tenha na lembrana.

Ao Eng Agrnomo Marcos Garcia Ortega, pela grande ajuda no desenvolvimento do projeto de compensao ambiental junto a Secretaria do Verde e Meio Ambiente.

VIII

Ao Eng Fernando Augusto Junior da IMPERPAV e sua equipe, pelo profissionalismo e amizade, sempre dispostos e atentos a cada detalhe, contribuindo com importantes informaes.

A Simone e Maya alm de toda equipe da PLANSERVI, a todos da FBS e ao corpo tcnico e pesquisadores do LTP Laboratrio de Tecnologia de Pavimentao, ao CTH Centro Tecnolgico de Hidrulica e seus profissionais que tanto colaboraram, a Escola Politcnica da Universidade de So Paulo e a Prefeitura da Cidade de So Paulo que percebeu neste projeto, um alvio para muitos paulistanos que padecem todo ano com problemas de enchentes e alagamentos.

Finalmente, jamais poderei me esquecer de minha esposa Mnica que se privou de muitas coisas sempre compreensiva e de todo apoiadora, ajudando-me com sua expresso no vai desistir agora! dando-me foras para prosseguir at o fim. Tenho certeza que voc sabe muito sobre pavimentos permeveis de tanto me ouvir falar.

A Deus acima de tudo e de todos.

IX

RESUMO

O trabalho tem por objetivo apresentar procedimentos de projeto e execuo de obras de pavimentos permeveis visando sua aplicao prtica como medidas compensatrias de drenagem urbana com a finalidade de reteno e amortecimento de picos de enchentes em cidades densamente urbanizadas. Os procedimentos propostos se baseiam na experincia adquirida para a implementao de dois tipos de pavimentos permeveis; um com revestimento constitudo de blocos intertravados de concreto e outro com revestimento de concreto asfltico poroso, conhecido como camada porosa de atrito. Para subsidiar o trabalho uma pista experimental foi construda como rea de estacionamento nas dependncias do Centro Tecnolgico de Hidrulica CTH na Universidade de So Paulo onde foi realizado o experimento. O local do estacionamento atua como um reservatrio subsuperficial de guas pluviais sendo que sua estrutura, constituda de agregados granulares, abriga no interior de seus vazios a gua infiltrada pelas camadas do pavimento. Recomenda-se, aps os estudos, que os procedimentos e seqncias de atividades de projeto e execuo de obras de pavimentos permeveis sejam contemplados pelo poder pblico e privado como soluo alternativa em diferentes empreendimentos urbanos como grandes reas pblicas ou particulares, estacionamentos, parques, quadras esportivas, passeios, calamentos e ruas de pouca solicitao de trfego entre outros.

Palavras-chave: Blocos intertravados. Concreto asfltico poroso. Pavimento permevel; Camadas drenantes.

X

ABSTRACT

The present work intents to show design and built procedures, of porous pavements; by paying attention on its practical appliances as compensatory option in urban drainage with purpose to retaining rainfall water by storage, reducing downstream flooding in cities with great urban density. The procedures here proposed are based in the know how acquired for the construction of two kinds of porous pavements: one built with interlocked concrete blocks and the other built with porous asphalt. In order to aid the present work, an experimental field was built as parking area inside the propriety of CTH Centro Tecnologico de Hidraulica in State University of Sao Paulo where the tests and experiments were made. The parking area is a reservoir structure where rain water is stored inside courses of aggregates. The storage volume is in the void space between particles of material that comes by infiltration trough the pavement layer. The commendation, after the studies, is that procedures and activities of design and build of porous pavements could be observed by government and private sector as alternative solution in many kinds of urban projects such as large public and private lots, parking areas sport fields side walks and streets, with low capacity of traffic loads, and so forth.

Key words: Concrete blocks; Porous asphalt; Porous pavements; Porous structure; Drainage Courses.

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LISTA DE ILUSTRAES

Figura 1 Efeitos da urbanizao sobre o hidrograma da bacia. (adaptado de Cordeiro Netto,1994). ................................................................................................ 13 Figura 2 - Diferenas nos hidrogramas urbanos de montante e jusante com sistema estrutural de drenagem, SEMADS, 2001 .................................................................. 16 Figura 3 Esquema de reservatrio de deteno (Tucci ABRH, 2000). ................ 18 Figura 4 - Perfil hidrulico do solo durante a infiltrao ( fonte: Musy et al.,1991) .... 19 Figura 5 - Diferentes fases de infiltrao de um dispositivo de drenagem (Burgap, 1991) ......................................................................................................................... 20 Figura 6 - Tipos de cobertura e rea pavimentvel em trs categorias de uso (adaptado do apndice D, Cappiella & Brown, 2001) ................................................ 23 Figura 7 - Exemplo de diferentes tipos de pavimento com reservatrio estrutural (extrado de Azzout ET AL., 1994 e Acioli, L. A. UFRGS, 2003). ............................. 27 Figura 8 - Tipos de pavimentos permeveis (adaptados de Schueler, 1987)............ 29 Figura 9 - Pavimento com duas camadas sob o revestimento .................................. 34 Figura 10 - Sobrecamada porosa sobre revestimento convencional ......................... 35 Figura 11 - Pavimentos com reservatrios em nvel ou inclinados (Fergunson B.K.,2005). ................................................................................................................ 37 Figura 12 - Exemplos de dispositivos de descarga lateral localizados na parte inferior do Reservatrio de Base (Fergunson B.K., 2005). .................................................... 38 Figura 13 - Exemplos de dispositivos de descarga lateral localizados na parte superior do Reservatrio de Base (Fergunson B.K., 2005). ...................................... 39 Figura 14 - Exemplos de dispositivos que permitem o escoamento superficial e protegem o pavimento (Fergunson B.K., 2005). ........................................................ 40 Figura 15 Aplicao de geotxteis em pavimentos deformveis (ABINT, 1999) .... 41 Figura 16 - Aplicao de geotxtil como separao e filtro (ABINT, 1999). .............. 41 Figura 17 - Aplicao de geomembrana conjugada com geotxtil em reservatrios (ABINT, 1999). .......................................................................................................... 42 Figura 18 Geoclulas plsticas (ABINT, 1999) ....................................................... 45 Figura 19 - Pavimento permevel com superfcie de blocos porosos ou vazados (Febestral, 2005). ...................................................................................................... 55 Figura 20 Conceito de travamento pelas fibras dentro do ligante modificado com polmeros (Fergunson B. K.,2005) ............................................................................ 71

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Figura 21 Fluxograma de atividades de projeto ..................................................... 74 Figura 22 - Fluxograma para anlise de viabilidade (L.A. Aciolli, 2005) ................... 76 Figura 23 Fluxograma de atividades de obra ......................................................... 85 Figura 24 - Vista em planta do local do experimento. ............................................... 98 Figura 25 Perfil do pavimento de Blocos Intertravados (sem escala) ................... 100 Figura 26 Perfil do pavimento de CPA (sem escala) ............................................ 101 Figura 27 Localizao dos furos das sondagens ................................................. 107 Figura 28 - Localizao dos furos para classificao MCT das amostras ............... 110 Figura 29 Planta do levantamento planialtimtrico cadastral ............................... 114 Figura 30 Projeto Geomtrico (sem escala) ......................................................... 116 Figura 31 - Projeto Geomtrico Perfil transversal (s/escala) ................................ 117 Figura 32 Drenagem Perfil longitudinal (s/escala) ............................................. 117 Figura 33 Esquema elucidativo das camadas ...................................................... 120 Figura 34 Perfil da rea B PPC -Blocos Intertravados de Concreto .................. 128 Figura 35 Perfil da rea C Concreto asfltico poroso tipo CPA ........................ 128

XIII

LISTA DE FOTOGRAFIAS

Foto 1 - Escoamento superficial em evento severo de precipitao Fonte: Jornal O Estado de So Paulo 23/09/2003. ............................................................................. 14 Foto 2 Alagamento no bairro do Morumbi em So Paulo Fonte: Jornal O Estado de So Paulo 23/09/2003 .......................................................................................... 14 Foto 3 - Reservatrio revestido com geomembrana (revista Engenharia edio 547, 2001). ........................................................................................................................ 42 Foto 4 - Blocos de concreto pr-moldado vazados ................................................... 46 Foto 5 - Blocos de concreto intertravados assentados sobre bero de areia ............ 47 Foto 6 Concreto Asfltico Poroso ........................................................................... 48 Foto 7 Coleta de solo a 0,50, 1,00 e 1,50 metros de profundidade ...................... 111 Foto 8 Local do experimento Antes do transplante das rvores. ....................... 130 Foto 9 Preparao do torro para o transplante ................................................... 131 Foto 10 Remoo atravs de guindaste Munk ..................................................... 131 Foto 11 Local do experimento Depois do transplante das rvores .................... 132 Foto 12 Amostra de CPA e demonstrao de sua permeabilidade ...................... 133 Foto 13 Limpeza do terreno ................................................................................. 136 Foto 14 Seqncia de fotos da abertura de caixa de pavimentao .................... 136 Foto 15 Abertura de caixa de 45 cm de profundidade .......................................... 137 Foto 16 Seqncia de fotos da preparao do aterro .......................................... 137 Foto 17 Seqncia de fotos compactao do aterro (rea B) .............................. 138 Foto 18 Compactao do subleito ........................................................................ 138 Foto 19 Espalhamento e nivelamento do solo de reforo .................................... 139 Foto 20 - Solos para reforo do sub leito ................................................................ 140 Foto 21 Instalao da rede de drenagem ............................................................. 141 Foto 22 Coleta de amostras para ensaio de CBR. ............................................... 141 Foto 23 - Assentamento da geomembrana ............................................................. 142 Foto 24 Espalhamento da pedra 3 ....................................................................... 143 Foto 25 Compactao das camadas de pedra 3 .................................................. 143 Foto 26 Lanamento, espalhamento e compactao da BGS ............................. 144 Foto 27 BGS e pedra 3 aps compactao.......................................................... 145 Foto 28 Execuo das guias e sarjetas ................................................................ 145

XIV

Foto 29 Execuo do macadame betuminoso ..................................................... 146 Foto 30 Imprimadura ligante macadame betuminoso ....................................... 146 Foto 31 Execuo da camada porosa de atrito CPA ......................................... 147 Foto 32 Assentamento da manta de geotxtil ...................................................... 148 Foto 33 Peas pr moldadas de concreto poroso - Assentamento ...................... 148 Foto 34 Antes do incio das obras ........................................................................ 149 Foto 35 Obras concludas .................................................................................... 149

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Populao mundial e projeo para 2030 (fonte: World Urbanization Prospects The 2005 Revision ONU, 2006)............................................................... 7 Tabela 2 - Terminologia geralmente aplicada a pavimentos porosos. ...................... 33 Tabela 3 - Fator P (NBR9780/1987) ....................................................................... 52 Tabela 4 - Perda de agregados no ensaio cntabro (%) ........................................... 62 Tabela 5 - Vida fadiga de diversas misturas porosas modificadas por polmeros. . 63 Tabela 6 - Valores de vida fadiga (repeties) para misturas novas e envelhecidas. .................................................................................................................................. 63 Tabela 7 Mdia e desvio padro de mximas intensidades de chuva em mm/min 77 Tabela 8 Mximas alturas previstas, em mm. ........................................................ 78 Tabela 9 - Densidade dos gros ensaiados. ........................................................... 103 Tabela 10 Valores de porosidade n dos materiais das camadas ......................... 104 Tabela 11 - Resumo dos ensaios de caracterizao ............................................... 108 Tabela 12 Resumo dos ensaios de compactao e CBR .................................... 108 Tabela 13 Resultado da classificao MCT ......................................................... 111 Tabela 14 Classificao das ruas quanto ao tipo de trfego ................................ 118 Tabela 15 Valores tabelados de dimensionamento .............................................. 119 Tabela 16 Espessuras mnimas de revestimento - ............................................... 119 Tabela 17 Coeficientes estruturais do revestimento ............................................. 120 Tabela 18 - Especificaes Tcnicas de Materiais e Servios ................................ 123 Tabela 19 - Dosagem da Camada Porosa de Atrito ................................................ 124 Tabela 20 Granulometria CPA Faixa Arizona ..................................................... 125 Tabela 21 Especificaes do CPA Faixa Arizona ............................................. 126 Tabela 22 Ensaios de permeabilidade do CPA .................................................... 133 Tabela 23 Tabela comparativa de preos por m ................................................. 134

XVI

LISTA DE GRFICOS

Grfico 1 - Evoluo demogrfica em reas urbanas e rurais (Fonte: World Urbanization Prospects - The 2005 Revision ONU, 2006). ......................................... 7 Grfico 2 Evoluo demogrfica no Brasil. (Fonte: World ONU Urbanization Prospects - The 2006 Revision Population Database, 2007). ..................................... 8 Grfico 3 Resistncia do concreto em funo do fator a/c ..................................... 54 Grfico 4 Resistncia do concreto em funo da idade ......................................... 54 Grfico 5 - Faixa granulomtrica clssica e nova adaptado de Thelen e Howe (1978). .................................................................................................................................. 72 Grfico 6 baco de dimensionamento ................................................................. 119 Grfico 7 Espessuras necessrias de sub- base. ................................................ 122

XVII

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

AASHTO American Association of State Highways and Transportation Officials ABCP Associao Brasileira de Cimento Portland ABINT Associao Brasileira de No Tecidos ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas ABRH Associao Brasileira de Recursos Hdricos ADP Asfalto Diludo de Petrleo BCA - British Cement Association BDI Bonificao de Despesas Indiretas BGS Brita Graduada Simples BMP Borracha Moda de Pneus CAP Cimento Asfltico de Petrleo CAUQ Concreto Asfltico Usinado a Quente CBR California Bearing Rate CIRIA Construction Industry Research and Information Association CPA Camada Porosa de Atrito CTH Centro Tecnolgico de Hidrulica DEPAVE Departamento de Parques e reas Verdes DERSA Desenvolvimento Rodovirio S.A. DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem EPA United States Environmental Protection Agency EUA Estados Unidos da Amrica EVA Etileno-Acetato de Vinila FCTH Fundao Centro Tecnolgico de Hidrulica FHWA U. S. Federal Highways Administration GAP Galeria de guas Pluviais IAG Instituto Astronmico e Geofsico IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica IP ndice de Plasticidade LL Limite de Liquidez LP Limite de Plasticidade MB Macadame Betuminoso

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MCT Miniatura, Compactado, Tropical MH Macadame Hidrulico MPa Mega Pascal N.A. Nvel dgua NBR Normas Brasileiras ONU Organizao das Naes Unidas PEAD Polietileno de Alta Densidade PMSP Prefeitura do Municpio de So Paulo PPC Peas Pr-moldadas de Concreto RDC Resduo de Construo Civil SBR Estireno-Butadieno-Borracha SBS Estireno-Butadieno-Estireno SEMADS Secretaria Estadual do Meio Ambiente e Desenvolvimento Social SIURB Secretaria de Infraestrutura Urbana e Obras SVMA Secretaria de Verde e Meio Ambiente TCA Termo de Compromisso Ambiental USACE U. S. Army Corps of Engineers USP Universidade de So Paulo

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SUMRIO 1. INTRODUO ..................................................................................................... 1

1.1. Estrutura do Trabalho ................................................................................... 2 1.2. Objetivos da Dissertao .............................................................................. 5

2. DRENAGEM URBANA EVOLUO E PROBLEMAS DECORRENTES .......... 6 2.1. Sistemas de Drenagem Urbana .................................................................... 9

2.1.1. Sistema Clssico ................................................................................... 9 2.1.2. Sistema Alternativo ou Compensatrio ................................................ 10

2.2. Enfoques da Drenagem Urbana ................................................................. 11 2.2.1. Condutividade Hidrulica Controlada ................................................... 11 2.2.2. Armazenamento das guas ................................................................. 11

2.3. Efeitos da Urbanizao ............................................................................... 13 2.3.1. rea Impermeabilizada ........................................................................ 16 2.3.2. Dispositivos de Deteno e Amortecimento ........................................ 17

2.4. Dispositivos de Infiltrao ........................................................................... 19 2.5. Consideraes sobre a Colmatao ........................................................... 21

3. PAVIMENTOS PERMEVEIS DESCRIO .................................................. 22 3.1. Tipos de Pavimentos Permeveis ............................................................... 27 3.2. Pavimentos voltados para a Infiltrao ....................................................... 28 3.3. Pavimentos voltados para a Deteno e Armazenamento ......................... 29 3.4. Princpio de Funcionamento e Tipos de Pavimentos .................................. 31 3.5. Componentes dos Pavimentos Permeveis ............................................... 33

3.5.1. Revestimento, Base e Sub-base .......................................................... 34 3.5.2. Sobrecamada....................................................................................... 35 3.5.3. Reservatrios ....................................................................................... 36 3.5.4. Geotxteis ............................................................................................ 41 3.5.5. Geomembranas ................................................................................... 42

3.6. Materiais usados em Pavimentos Permeveis ........................................... 43 3.6.1. Agregados ........................................................................................... 43 3.6.2. Gramneos ........................................................................................... 44 3.6.3. Geoclulas Plsticas ............................................................................ 44 3.6.4. Concreto Poroso .................................................................................. 45 3.6.5. Blocos Vazados ................................................................................... 46

XX

3.6.6. Blocos Intertravados de Concreto ........................................................ 47 3.6.7. Concreto Asfltico Poroso ................................................................... 48

3.7. Estudo das Peas Pr-Moldadas de Concreto PPC ................................ 49 3.7.1. Pavimentos Intertravados de Concreto ................................................ 49 3.7.2. Histrico ............................................................................................... 49 3.7.3. Caractersticas de uso dos Blocos de Concreto. ................................. 50 3.7.4. Equipamento de Ensaio ....................................................................... 51 3.7.5. Determinao da Resistncia Compresso (fpj) ............................... 52 3.7.6. Valor Caracterstico da Resistncia Compresso (fpk) ..................... 53 3.7.7. Influncias na Resistncia do Concreto ............................................... 53 3.7.8. Fator gua-Cimento (a/c) .................................................................... 54 3.7.9. Influncia da Idade do Concreto .......................................................... 54 3.7.10. Pavimento Permevel em Blocos de Concreto .................................... 55 3.7.11. Tipos de Blocos para Estruturas Permeveis ...................................... 56 3.7.12. Princpio de Funcionamento ................................................................ 57 3.7.13. Domnio de Aplicao .......................................................................... 57

3.8. Estudo do Concreto Asfltico Poroso .......................................................... 58 3.8.1. Histrico ............................................................................................... 58 3.8.2. Caractersticas do Concreto Asfltico Poroso ...................................... 59 3.8.3. Uso de Ligantes Modificados por Polmeros ........................................ 61 3.8.4. Perda no ensaio de Cntabro .............................................................. 62 3.8.5. Fadiga .................................................................................................. 63 3.8.6. Envelhecimento e Oxidao ................................................................ 63 3.8.7. Consideraes Relativas a Custo ........................................................ 64 3.8.8. Recomendaes Construtivas ............................................................. 65 3.8.9. Formulao de Misturas para Revestimentos Porosos ........................ 66 3.8.10. Manuteno do Revestimento Poroso ................................................. 67 3.8.11. Colmatao .......................................................................................... 68 3.8.12. Degradaes e Defeitos Localizados ................................................... 69 3.8.13. Degradaes e Defeitos Extensos ....................................................... 69 3.8.14. Recuperao no Fim da Vida til do Revestimento Poroso ................ 69 3.8.15. Segregao e Faixa Granulomtrica ................................................... 70

4. DIRETRIZES DE PROJETO E EXECUO DO PAVIMENTO PERMEVEL .. 73 4.1. Fluxograma das Atividades de Projeto ........................................................ 74

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4.2. Atividades de Projeto .................................................................................. 75 4.2.1. Concepo Funcional do Empreendimento ......................................... 75 4.2.2. Concepo do Pavimento Permevel .................................................. 75 4.2.3. Estudos Hidrolgicos e Hidrulicos ...................................................... 76 4.2.4. Servios Geolgicos - Geotcnicos ..................................................... 81 4.2.5. Servios Topogrficos ......................................................................... 82 4.2.6. Estudos de Trfego .............................................................................. 82 4.2.7. Projeto Geomtrico .............................................................................. 82 4.2.8. Projeto de Terraplenagem ................................................................... 83 4.2.9. Projeto de Drenagem ........................................................................... 83 4.2.10. Projeto de Pavimentao ..................................................................... 83 4.2.11. Projetos Complementares ................................................................... 84

4.3. Fluxograma das Atividades de Obra ........................................................... 85 4.4. Atividades de Obra...................................................................................... 86

4.4.1. Locao da obra .................................................................................. 86 4.4.2. Servios preliminares ........................................................................... 86 4.4.3. Abertura da caixa e preparo do subleito .............................................. 87 4.4.4. Colocao da manta impermevel ....................................................... 89 4.4.5. Execuo das camadas de base e sub-base drenante ....................... 90 4.4.6. Execuo dos dispositivos de drenagem ............................................. 91 4.4.7. Colocao da manta filtrante ............................................................... 92 4.4.8. Execuo do revestimento permevel. ................................................ 93 4.4.9. Medio dos servios .......................................................................... 95 4.4.10. Controle geomtrico e tecnolgico ....................................................... 95 4.4.11. Aceitao da obra ................................................................................ 95

5. ESTUDO DE CASO ESTACIONAMENTO CTH ............................................. 96 5.1. Descrio do Experimento .......................................................................... 96 5.2. Concepo do Pavimento ........................................................................... 99 5.3. Estudos Hidrolgicos e Hidrulicos ........................................................... 102 5.4. Servios Geotcnicos e Geolgicos.......................................................... 106

5.4.1. Ensaios Correntes ............................................................................. 106 5.4.2. Classificao pelo Mtodo MCT ........................................................ 109 5.4.3. Concluso dos Servios Geotcnicos ................................................ 112

5.5. Servios Topogrficos ............................................................................... 113

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5.6. Estudos de Trfego ................................................................................... 114 5.7. Projetos Geomtrico, de Terraplenagem e de Drenagem ......................... 115 5.8. Projeto de Pavimentao .......................................................................... 118

5.8.1. Dimensionamento dos Pavimentos Flexveis (CPA) .......................... 118 5.8.2. Dimensionamento de Pavimentos com Blocos .................................. 121 5.8.3. Especificaes Tcnicas .................................................................... 123 5.8.4. Dosagem do CPA .............................................................................. 124 5.8.5. Perfil Final adotado para a Obra ........................................................ 127

5.9. Transplante de Espcies Arbreas ........................................................... 129 5.10. Medio da Permeabilidade do Revestimento Poroso.............................. 132 5.11. Comparao de Preos dos Pavimentos .................................................. 134 5.12. Aspectos Construtivos da Obra ................................................................ 135

6. CONCLUSES E RECOMENDAES .......................................................... 150 6.1. Concluses. .............................................................................................. 150 6.2. Recomendaes ....................................................................................... 153

7. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................................. 155 8. ANEXOS .......................................................................................................... 165

8.1. ANEXO A Termo de Compromisso Ambiental ....................................... 165 8.2. ANEXO B - Boletins da Sondagem ........................................................... 172 8.3. ANEXO C Perfis Geotcnicos e Classificao MCT ............................ 176 8.4. ANEXO D Dosagem do CPA ................................................................. 187

1

1. INTRODUO

As aes pblicas para solues de problemas de drenagem urbana so, na maioria das vezes, uma continuao do princpio de drenar as guas das precipitaes o mais rpido possvel para jusante.

O aumento cada vez maior das reas urbanas impermeveis, resultado da concentrao populacional em grandes cidades, justaposto a conseqente interferncia humana no ciclo hidrolgico, tem obrigado o poder pblico a adotar medidas que buscam a eliminao dos efeitos produzidos pelas chuvas intensas.

O resultado da ao antrpica nesse meio tem sido o aumento das enchentes, inundaes e a degradao acentuada da qualidade das guas com o acrscimo da produo de lixo e conseqente aumento dos vetores patognicos de transmisso de doenas e poluio.

Redes de drenagem, que apenas transferem a inundao de um ponto para outro a jusante da bacia, resolvem parte do problema.

Novos conceitos tendem resgatar as condies de pr-urbanizao utilizando dispositivos que possibilitem acrscimo de infiltrao e aumento do tempo de retardo de escoamento superficial prximo ao ponto de origem ou fonte.

Neste sentido, um dispositivo utilizado para essa finalidade o pavimento permevel que possui a capacidade de reduzir os volumes de escoamento superficial e reduzir os picos de cheia. um dispositivo de infiltrao que absorve inteiramente ou parte do escoamento atravs de uma superfcie permevel para dentro de um reservatrio de brita de graduao uniforme construda sobre o perfil do terreno.

A gua captada pelo pavimento pode ser conduzida para um reservatrio, e deste para um ponto de sada ou captao, ou simplesmente ser absorvida pelo solo. A sub base e base dos pavimentos permeveis, construdas por agregados de granulometria aberta e com poucas partculas finas, atuam como um recipiente de

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coleta dgua deixando que o lquido permanea nos vazios das camadas. O correto dimensionamento da espessura das camadas, levando-se em considerao as premissas de volume de trfego, tipo de carregamento, nmero de solicitaes e outros fatores mecnicos, associados s premissas hidrulicas de tempo de armazenamento, tempo de reteno e condutividade hidrulica, permitem a execuo de um pavimento permevel que atenda simultaneamente aos anseios da Engenharia de Transportes, da Engenharia Hidrulica e da sustentabilidade.

1.1. Estrutura do Trabalho

Alm desta introduo o trabalho constitudo por mais 7 captulos conforme descrio mostrada a seguir:

O captulo 1 refere-se introduo comentando sucintamente como o aumento das reas urbanas impermeveis tm movido rgos ligados a engenharia busca de solues visando resgatar condies anteriores de pr-urbanizao atravs de novos conceitos, materiais e tcnicas que contribuam para a mitigao de eventos severos de cheias e seus problemas associados.

O captulo 2 aborda a evoluo e os problemas da drenagem sob a tica da Engenharia Hidrulica analisando os sistemas adotados no passado e outros mais modernos quanto a sua utilizao.

So mostradas medidas no estruturais e compensatrias de drenagem que visam minimizar os efeitos das cheias que normalmente ocorrem em centros densamente urbanizados.

D-se destaque a enfoques diferentes adotados para o controle do escoamento superficial direto de guas pluviais, ou seja, o controle ou gerenciamento das guas visando sua maior condutividade hidrulica bem como aquele orientado para o armazenamento visando o abatimento dos picos de cheias.

3

Trata de dispositivos cujo objetivo o de contornar os problemas gerados pela urbanizao exacerbada de bacias sob o efeito das inundaes. Tais dispositivos sero descritos rapidamente atravs de conceitos estruturais e no estruturais de forma a fornecer noes de alternativas para a reduo de inundaes, diminuio dos efeitos erosivos, melhorias das condies de reuso e recarga de aqferos alm da reduo das vazes a jusante melhorando o tempo de concentrao do escoamento na bacia hidrogrfica.

Alm disso, so abordados os problemas decorrentes da dificuldade de infiltrao e a maneira como ocorre o avano da frente de molhamento no subsolo e, por fim so tecidas algumas consideraes sobre o fenmeno da colmatao numa estrutura drenante.

O captulo 3 trata dos pavimentos permeveis propriamente ditos desde sua histria recente at as mais novas tcnicas desenvolvidas neste segmento.

Destaca-se as funes realizadas e os tipos mais freqentes de revestimentos drenantes voltados infiltrao ou deteno e armazenamento.

Descreve-se sucintamente seu funcionamento e aplicaes, bem como de seus componentes e materiais de que se constituem. Apresentam-se os tipos de reservatrios mais comuns utilizados como dispositivos de descarga.

So destacados os materiais que podem ser tratados como elementos porosos e de alta permeabilidade e que conferem aos pavimentos a propriedade de suporte a carregamentos dinmicos ou estticos.

Aborda aspectos relacionados s PPC (peas pr-moldadas de concreto) e ao concreto asfltico poroso tipo CPA quanto a suas caractersticas e propriedades

No captulo 4 so apresentadas diretrizes sobre o projeto e a execuo do pavimento permevel, levando-se em considerao as etapas necessrias sua implementao.

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mostrada a seqncia dos trabalhos tendo-se por base a experincia adquirida e utilizada para o planejamento, o projeto e a execuo da obra propriamente dita.

Apresenta as atividades relacionadas elaborao do projeto e as relacionadas execuo das etapas construtivas, indicando os estudos, ensaios, dimensionamento e especificaes tcnicas utilizados.

O captulo 5 aborda o estudo de caso da construo do trecho experimental (estacionamento) localizado nas dependncias do CTH Centro Tecnolgico de Hidrulica da Universidade de So Paulo USP, onde esto sendo executados os dois tipos de revestimentos permeveis.

Apresenta a descrio das etapas crticas do experimento e as solues adotadas.

No captulo 6 so apresentadas principais concluses e recomendaes do trabalho desenvolvido.

No captulo 7 so mostradas as principais referncias bibliogrficas nacionais e estrangeiras consultadas e utilizadas para o desenvolvimento do estudo.

O captulo 8 foi destinado a apresentao de Anexos que subsidiaram alguns pontos importantes do trabalho como resultados de ensaios , pesquisa e documentao.

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1.2. Objetivos da Dissertao

Tendo em vista a falta de instrues de projeto e procedimentos de construo especficos para a execuo dos pavimentos permeveis, o presente trabalho procura apresentar uma contribuio para a consecuo desses objetivos propondo diretrizes tcnicas que possam ser utilizadas sistematicamente para a implementao desses dispositivos para o controle do escoamento superficial de guas pluviais na fonte.

Pretende-se fornecer elementos de projeto e instrues para execuo da obra de pavimentos permeveis como soluo vivel e complementar de drenagem em diferentes empreendimentos urbanos como grandes reas pblicas ou particulares, estacionamentos, parques, quadras esportivas, passeios, calamentos e ruas de pouca solicitao de trfego.

Espera-se que o material apresentado possa servir de base para a consecuo de metodologia mais eficaz de projeto e construo de pavimentos permeveis visando sua utilizao pelo poder pblico e privado como mecanismo de controle de escoamento na fonte e medida compensatria no estrutural de drenagem urbana alm de seu uso como sistema mitigador dos efeitos de inundaes em grandes centros urbanos.

A experincia adquirida na construo da rea de estacionamento como trecho experimental, servir tambm ao desenvolvimento de outros estudos que necessitam mais tempo de coleta de dados como, por exemplo, a anlise do efeito da colmatao sobre as estruturas drenantes, e o estudo da qualidade das guas sob o efeito da poluio difusa.

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2. DRENAGEM URBANA EVOLUO E PROBLEMAS DECORRENTES

Constata-se, desde tempos mais remotos, a grande ligao de aglomerados urbanos com cursos dgua. Vilas, vilarejos e pequenos centros, na maioria das vezes, se instalavam prximos a rios, riachos, crregos e corpos dgua pela facilidade de obteno de suprimento para consumo e higiene de suas populaes. A disponibilidade de gua em abundncia constitua um importante insumo tambm para a agricultura, comrcio, comunicao e navegao.

Algumas cidades da antigidade como Babilnia, se posicionavam ao lado de grandes rios no caso o Eufrates, que tambm servia de proteo militar contra povos invasores.

A proximidade aos cursos dgua acarretava freqentemente problemas de enchentes e inundaes que afligiam as populaes ribeirinhas. Entretanto, o risco dessas ocorrncias era bem aceito por ser considerado um preo a pagar pela disponibilidade da gua.

A partir do surgimento de preceitos higienistas que preconizavam a canalizao e o controle dos cursos dgua urbanos, como meio de reduzir a ocorrncia de doenas de veiculao hdrica, a relao harmnica entre aglomerados urbanos e cursos dgua foi alterada. A mudana radical advinda do conceito higienista, ou seja, da eliminao rpida das guas pluviais e servidas para longe das cidades reduziu drasticamente o papel dos cursos dgua no quadro urbanstico como elemento da paisagem e fator de embelezamento. Antes, guas servidas eram despejadas nas vias pblicas ficando confinadas aos centros urbanos, trazendo questes sanitrias e de insalubridade como o risco de epidemias e doenas. (Baptista & Nascimento, 2005).

Outro ponto a considerar o vertiginoso crescimento populacional demonstrado pelos relatrios de evoluo demogrfica mundial desde 1950 e projees para o ano de 2030 elaborados pela Organizao das Naes Unidas ONU, 2006, em que

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se demonstra a acelerao do crescimento nas reas urbanas e decrscimo de populao nas reas rurais conforme Tabela 1 e Grfico 1.

Tabela 1 Populao mundial e projeo para 2030 (fonte: World Urbanization Prospects The 2005 Revision ONU, 2006)

Crescimento Urbano x Rural

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1950 1975 2000 2005 2030

Popu

la

o M

undi

al (B

ilhe

s)

URBANA RURAL TOTAL

Grfico 1 - Evoluo demogrfica em reas urbanas e rurais (Fonte: World Urbanization Prospects - The 2005 Revision ONU, 2006).

Populao mundial para o perodo de 1950-2030 (bilhes) 1950 1975 2000 2005 2030

URBANA 0,73 1,52 2,84 3,15 4,91

RURAL 1,79 2,56 3,24 3,31 3,29

TOTAL 2,52 4,08 6,08 6,46 8,2 Porcentagem de habitantes em reas urbanizadas

28,9 37,2 46,7 48,7 59,9

8

No Brasil, estudos recentes do IBGE demonstram o fenmeno do rpido crescimento nas reas urbanas que chega a 84% em relao ao decrscimo da populao rural da ordem de 16%.

O crescimento dos limites territoriais urbanos (Grfico 2), trs consigo, novamente a questo das enchentes, pois a ao antrpica sobre o solo, alterando suas caractersticas de absoro e a recarga natural de aqferos, enfatiza inexoravelmente a utilizao de sistemas de escoamento das guas superficiais de forma rpida para sistemas maiores de captao at seu destino final nos cursos dgua, que mostram-se com o tempo, insuficientes para comportar volumes cada vez maiores de contribuio.

Populao Total do Brasil

53

108

174186

236

0

50

100

150

200

250

1950 1975 2000 2005 2030

Popu

la

o ( M

ilhe

s)

Populao

Grfico 2 Evoluo demogrfica no Brasil. (Fonte: World ONU Urbanization Prospects - The 2006 Revision Population Database, 2007).

De acordo com Baptista & Nascimento (2005), a transferncia da carga hidrulica para jusante gera o mesmo tipo de problema de maneira mais intensa e rpida nas concentraes urbanas localizadas ao longo dos cursos dgua.

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Ainda sob a tica higienista, a urbanizao acelerada, implica em intervenes nos processos hidrolgicos em particular a ao direta nos cursos dgua e na superfcie das bacias hidrogrficas. Em vista disso, a reduo das reas permeveis e do armazenamento superficial, associado ao aumento da velocidade de escoamento, contribui para eventos mais severos de inundaes e enchentes, simplesmente pelo aumento dos picos de cheia.

2.1. Sistemas de Drenagem Urbana

Baptista & Nascimento (2005) trataram a questo da drenagem urbana atravs de duas abordagens em relao aos sistemas de interveno hidrulica: o tradicional ou clssico com base higienista e o tcnico alternativo com base em medidas compensatrias de drenagem e controle na origem.

2.1.1. Sistema Clssico

Os preceitos higienistas para drenagem de guas pluviais e servidas recomendam sua rpida evacuao das reas urbanas, por meio da utilizao de condutos preferencialmente subterrneos funcionando por gravidade. So constitudos basicamente de dispositivos de micro-drenagem que efetuam o transporte das guas superficiais nas ruas (sarjetas), sua captao (bocas de lobo) e o desge at sistemas de macro-drenagem constitudos de canais abertos ou galerias.

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2.1.2. Sistema Alternativo ou Compensatrio

A partir de 1970, outra abordagem para tratar o problema das enchentes foi desenvolvida na Europa e Amrica do Norte. Trata-se do conceito de tecnologias alternativas ou compensatrias de drenagem, que buscam neutralizar os efeitos da urbanizao sobre os processos hidrolgicos, com benefcios para a qualidade de vida e preservao ambiental.

Essas tecnologias so alternativas, em relao s clssicas, pois consideram o impacto da urbanizao de forma geral, buscando compensar sistematicamente os seus efeitos. A compensao efetuada pelo controle do excesso de gua oriunda da impermeabilizao, evitando-se sua transferncia rpida para jusante.

Neste contexto, medidas no estruturais so recomendadas e podem contribuir para minimizar as cheias e inundaes, conforme Baptista & Nascimento (2006) tais medidas so :

Bacias ou reservatrios de deteno ou bacias de amortecimento de cheias;

Estruturas de armazenamento temporrio, implantadas por simples adequao de configurao topogrfica em reas de estacionamento, terrenos esportivos e reas livres em geral;

Pavimentos porosos ou permeveis, destinados ao armazenamento temporrio e/ou infiltrao, em reas de estacionamento e no sistema virio;

Estruturas que favorecem a infiltrao e a percolao, tais como trincheira, poos, valas, valetas etc.;

Canalizaes em cursos dgua com tcnicas que favorecem o escoamento lento ou mesmo a deteno temporria das guas;

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Tratamento do fundo dos vales com zoneamento de plancies de inundao e delimitao de reas non aedificandi destinadas ao armazenamento temporrio (Baptista & Nascimento, 2005).

2.2. Enfoques da Drenagem Urbana

Existem fundamentalmente dois enfoques ou diferentes solues para o controle da quantidade das guas do escoamento superficial direto em reas urbanas; o orientado para o aumento da condutividade hidrulica e o orientado para o armazenamento das guas. (Scarati Martins , 2006).

2.2.1. Condutividade Hidrulica Controlada

Conforme abordado, o mais tradicional ou clssico e enfatiza o aumento da conduo hidrulica do sistema de drenagem urbana. Os sistemas projetados de acordo com este enfoque efetuam a coleta das guas do escoamento superficial direto, conduzindo-as de imediato e rapidamente at o ponto de despejo.

Os sistemas projetados dentro desta filosofia tendem a aumentar as vazes veiculadas, podendo resultar em reas de inundaes a jusante, em relao condio anterior sua implantao (Scarati Martins , 2006).

So sistemas que exigem manuteno peridica como remoo de sujeira e detritos, obras de desassoreamento e recuperao estrutural entre outras.

2.2.2. Armazenamento das guas

A utilizao deste enfoque mais moderno tem-se mostrado, ao longo dos anos, como soluo eficiente para reas j urbanizadas. Sua funo realizar o armazenamento temporrio das guas de escoamento superficial direto prximo ao ponto de origem e efetuar a liberao das guas de maneira lenta e gradativa ou

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simplesmente deixando a gua se infiltrar no solo. Trata-se de controle realizado na fonte ou perto dela.

Representa uma medida compensatria efetiva perda da capacidade natural de infiltrao dos solos de uma bacia hidrogrfica que se tornou densamente urbanizada. Ao mesmo tempo em que propicia o armazenamento das guas, pode tambm proporcionar o aumento da durao dos hidrogramas, com a conseqente reduo dos picos das cheias reduzindo os impactos para jusante.

O desenvolvimento sustentvel pressupe necessariamente que haja equilbrio ecolgico, benefcio social e viabilidade econmica. Nesta perspectiva, a implantao do pavimento permevel pode estimular a conscientizao da populao e servir de incentivo adoo de aes para garantir a sustentabilidade s reas urbanas incorporando conceitos de qualidade ambiental e tecnolgica, uso racional de materiais e recursos e aplicao de mtodos eficazes que visam contribuir para o manejo e controle do escoamento superficial repondo condies anteriormente perdidas pelo uso desordenado do solo urbano que trouxe como conseqncia a impermeabilizao.

Revises, atualizaes das normas e especificaes tcnicas de matrias e procedimentos devem ser pensados objetivando solues ambientalmente responsveis e dentro de conceitos pertinentes sustentabilidade de todos os processos.

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2.3. Efeitos da Urbanizao

De acordo com Scarati Martins (2006) os fatores do ciclo hidrolgico, diretamente afetados pela urbanizao so:

O volume do escoamento superficial direto; Os parmetros de tempo do escoamento superficial; A vazo de pico das cheias.

Esses efeitos so causados por alteraes da cobertura do solo, modificaes nos sistemas de drenagem, usualmente a retificao e canalizao de cursos dgua e a ocupao urbana das vrzeas com aterros e sistemas virios e a posterior impermeabilizao de parte da rea ocupada.

Constata-se que aos picos de cheia depois da urbanizao passam a ocorrer mais cedo e com mais severidade do que antes do desenvolvimento onde as caractersticas de uso e ocupao favoreciam a infiltrao (Figura 1).

Figura 1 Efeitos da urbanizao sobre o hidrograma da bacia. (adaptado de Cordeiro Netto,1994).

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So conhecidos os exemplos que relacionam o crescimento das vazes mximas de cheias com a rea urbanizada da bacia e a rea servida por obras de drenagem que, em alguns casos, podem resultar em picos de cheia da ordem de 6 vezes o valor do pico da mesma cheia em condies naturais. Tucci e Genz, (1995), demonstraram que os dispositivos para controle de drenagem na fonte diminuem e retardam os picos de cheia chegando a cenrios iguais ou melhores que o da pr-urbanizao.

Cabe frisar que o volume do escoamento superficial direto primordialmente determinado pela quantidade de gua precipitada, caractersticas de infiltrao do solo, chuva antecedente, tipo de cobertura vegetal, superfcie impermevel e reteno superficial conforme Scarati Martins (2006).

Foto 1 - Escoamento superficial em evento severo de precipitao Fonte: Jornal O Estado de So Paulo 23/09/2003.

Foto 2 Alagamento no bairro do Morumbi em So Paulo Fonte: Jornal O Estado de So Paulo 23/09/2003

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Os efeitos da urbanizao esto diretamente associados ao aumento do volume do escoamento superficial, combinado com o decrscimo no volume de escoamento de base e decrscimo no tempo de concentrao (Walesh ,1989).

Arajo et. al. (1999) apontam que a falta de planejamento na ocupao das reas urbanas resulta em alteraes significativas nas taxas de impermeabilizao das bacias, ocasionando transtornos e prejuzos em razo do aumento significativo das inundaes.

O volume que escoava lentamente no solo e ficava retido pela vegetao e em depresses, passa a escoar em canais, exigindo maior capacidade de escoamento das sees que com o tempo deixam de comportar os volumes anteriormente projetados.

A falta de planejamento e regulamentao sentida em praticamente todas as cidades de mdio e grande porte do pas. Depois que o espao est totalmente ocupado, as solues disponveis so extremamente caras, tais como canalizaes, diques com bombeamentos, reverses, reservatrios de reteno ou piscines entre outras. O poder pblico passa a investir parte significativa de seu oramento para proteger uma parcela da cidade que sofre devido imprevidncia da ocupao do solo (Villanueva, 1997).

Neste sentido, verifica-se que a canalizao de crregos, sem a devida anlise de impactos a jusante, pode agravar a situao em outros pontos (Tucci, 2000).

Na Figura 2, observam-se as diferenas no hidrograma de montante e jusante devido a modificaes na rea urbana provocadas por sistemas de drenagem.

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Figura 2 - Diferenas nos hidrogramas urbanos de montante e jusante com sistema estrutural de drenagem, SEMADS, 2001

2.3.1. rea Impermeabilizada

De acordo com Silveira (1998), o Brasil enfrentou um crescimento vertiginoso das metrpoles nacionais e regionais, isso fez com que a capacidade de investimento em obras de saneamento (incluindo a drenagem urbana) fosse inferior expanso das cidades. Devido a este problema, as redes de drenagem, em alguns casos, so concebidas sem uma viso global de bacia hidrogrgica.

Mota e Tucci (1984) e posteriormente Campana e Tucci (1992), iniciaram o trabalho de estimativa da taxa de impermeabilizao em funo da densidade habitacional por hectare urbano atravs da interpretao com tratamento matemtico de fotos areas das cidades de Curitiba, So Paulo, Braslia e Porto Alegre chegando ao prognstico de tendncia a impermeabilizao prximo a 65 %.

Atualmente o parmetro mais representativo para estimativa da impermeabilizao urbana o numero de domiclios e tipos de uso do solo urbano.

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2.3.2. Dispositivos de Deteno e Amortecimento

Visando contornar o problema criado com a urbanizao das bacias sobre o comportamento das cheias, que causam inundaes nas reas ribeirinhas, diversas medidas estruturais e no estruturais podem ser adotadas. Dentre as estruturais pode-se citar a do uso de bacias de deteno, ou seja, reservatrios de armazenamento de curtos perodos que reduzem as vazes de pico dos hidrogramas de cheias aumentando o seu tempo de reteno.

Normalmente os reservatrios de deteno no reduzem o volume de escoamento superficial direto, apenas redistribuem as vazes ao longo de um tempo maior armazenando temporariamente parte desse escoamento. Em menos de 24 horas os reservatrios de deteno so totalmente drenados.

Geralmente ocupam uma rea que seca e pode ser utilizada para fins de lazer ou recreao quando limpas e com sistema de alerta.

O armazenamento em reservatrios pode ser benfico em reduzir problemas de inundao, reduzir os custos de sistemas de drenagem, melhorar a qualidade da gua, diminuir efeitos de eroso, melhorar as condies de reuso e recarga de aqferos alm de reduzir as vazes jusante melhorando o tempo de resposta do escoamento superficial.

Por outro lado, o armazenamento nestes dispositivos requer manuteno constante, limpeza, medidas contra poluio e contaminao, cuidados com a proliferao de roedores e insetos, alm disso, requer monitoramento de nvel dgua e acionamento dos sistemas de esgotamento.

Os reservatrios so projetados para controlar os efeitos de chuvas localizadas de curta durao e alta intensidade, visto que esse tipo de precipitao a causadora das inundaes em pequenos cursos dgua.

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Sob o aspecto construtivo, podem ser criados pelo barramento de um rio, crrego ou curso escavando-se uma bacia no solo para represamento. Deve dispor de vertedor, cujo propsito o de garantir a segurana da barragem e, em alguns casos, bacia de dissipao de energia jusante da descarga para evitar a eroso localizada alm de vertedor de emergncia. Em qualquer caso necessria a instalao de grade de reteno de lixo para impedir a obstruo das sadas. A Figura 3 apresenta um esquema representativo de um reservatrio de deteno.

Figura 3 Esquema de reservatrio de deteno (Tucci ABRH, 2000).

Os pavimentos permeveis podem ser concebidos para atuarem como reservatrios de deteno armazenando o volume remanescente do escoamento superficial e, aps a tormenta, drenar atravs de um exutrio.

Outra aplicao dos pavimentos drenantes sua atuao como reservatrio de infiltrao cujo volume no devolvido a rede hidrulica, mas sim absorvido atravs do solo at o lenol fretico, reabastecendo-o.

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2.4. Dispositivos de Infiltrao

Denomina-se por infiltrao o processo de penetrao da gua no solo, seguido de modificao quase instantnea das condies de presso e teor de umidade, superfcie do solo, quando este entra em contato com a gua. A infiltrao se relaciona s caractersticas hidrodinmicas, a estrutura e textura do solo bem como pelas condies iniciais e pela vazo de alimentao. (Baptista & Nascimento (2005).

Pode ser considerada como uma perturbao do perfil hdrico que se propaga com a profundidade. O perfil hdrico se caracteriza por uma zona de saturao, uma zona de transmisso e uma zona de molhamento, cujo limite inferior a frente de molhamento. (Figura 4).

Figura 4 - Perfil hidrulico do solo durante a infiltrao ( fonte: Musy et al.,1991)

De acordo com Baptista & Nascimento (2005), a infiltrao pode ser descrita em trs fases conforme Figura 5.

1 Fase Avano da frente de molhamento. Quando se inicia o processo de alimentao de gua de escoamento superficial at quando o lenol sob a estrutura recebe a gua infiltrante. Trata-se de escoamento em meio no saturado, dependendo apenas da carga hidrulica na estrutura e na camada de solo inferior no havendo influncia do lenol fretico.

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2 Fase Escoamento misto. A superfcie livre do lenol delimita dois domnios de escoamento, um em meio poroso no saturado e outro em meio poroso saturado pelo prprio lenol dgua. Neste momento o lenol poder reagir de duas maneiras: se a transmissividade do meio elevada a vazo da gua que infiltra no altera o nvel do lenol; se a gua que infiltrao for significativa em relao ao lenol h a formao de um domo de presso sob a estrutura de infiltrao, neste caso, o funcionamento da estrutura depender do que ocorre nas zonas saturada e no saturada.

3 Fase Escoamento horizontal em meio saturado. Sob determinados parmetros o esquema da 2 fase pode evoluir para um regime de escoamento permanente. Quando o domo de presso atinge o fundo da estrutura ( quando estabelecido um equilbrio) o escoamento passa a ocorrer em meio saturado e passa a funcionar como um dispositivo de injeo (alimentao) e no mais de infiltrao.

Figura 5 - Diferentes fases de infiltrao de um dispositivo de drenagem (Burgap, 1991)

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2.5. Consideraes sobre a Colmatao

Nas consideraes de Baptista & Nascimento (2005), a colmatao de uma estrutura de infiltrao possui como causa bsica a deposio de material particulado de finos no interior da estrutura preenchendo os vazios do meio poroso. As partculas maiores ficam retidas nas camadas superiores ao passo que as menores vo sendo carreadas para as partes mais profundas. De maneira geral esse o fenmeno que faz com que o meio poroso perca atravs do tempo sua capacidade de condutividade hidrulica de maneira lenta e progressiva.

Podem ser associados a colmatao o desenvolvimento de algas, plnctons, fito-plnctons e de bactrias que podem, associadas ou no, contribuir para a diminuio da capacidade de infiltrao da estrutura.

No entanto, o fenmeno da colmatao, contribui para a reteno de poluentes uma vez que, o meio poroso, quando passa a ter seus vazios preenchidos, torna a filtrao mecnica mais eficaz A superfcie e o tempo de contato aumentam e a reteno fsico-qumica ento favorecida.

Em longo prazo, a infiltrao de guas pluviais na estrutura pode tornar-se nula, uma vez que o sistema perde sua funo drenante e passa a comportar-se como estrutura impermevel ou de reteno sem exutrio. Assim, pois, a colmatao est diretamente ligada vida til do pavimento ou do meio poroso.

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3. PAVIMENTOS PERMEVEIS DESCRIO

O termo pavimento aplica-se, de forma genrica, a qualquer tratamento ou cobertura da superfcie que tem como finalidade suportar qualquer tipo de trfego.

O pavimento permevel aquele que possui porosidade e permeabilidade significativamente elevada de maneira a influenciar a hidrologia e causando algum efeito positivo ao meio ambiente.

Pavimentos cujo teor de vazios baixo, e que possuam baixa taxa de infiltrao de gua no so considerados porosos.

Ferguson, Bruce K. (2005), compara a proporo de superfcies cobertas em relao rea potencialmente vivel para execuo de pavimentos em determinadas zonas de uso, com o objetivo de determinar locais para a aplicao de pavimentos permeveis.

Citando Cappiella & Brown (apndice D, 2001) num estudo realizado para a regio de Chesapeake Bay Maryland - EUA foram analisados trs tipos de uso (estabelecimentos comerciais como lojas, prdios de apartamento e casas) e a porcentagem da superfcie coberta em relao a trs tipos de rea elegvel para a execuo de pavimentos (no caso, ruas, caladas e estacionamentos).

Apresentou-se estudo de trs lotes de igual tamanho incluindo reas externas como passeios e ruas em trs diferentes tipos de uso, a anlise apenas considerou a porcentagem de projeo em planta destas reas.

A Figura 6 apresenta os resultados dos estudos desenvolvidos.

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Figura 6 - Tipos de cobertura e rea pavimentvel em trs categorias de uso (adaptado do apndice D, Cappiella & Brown, 2001)

Nos trs grficos, as reas cobertas ou edificadas (coluna branca), representam aproximadamente 1/3 das reas, ao passo que as reas onde a pavimentao pode ser aplicada ocupam os outros 2/3.

Zonas de uso comercial (estabelecimentos comerciais ou lojas) reas de estacionamento representam a maior parte da superfcie coberta. Caladas e ruas no possuem relevncia. Alguns pontos dos estacionamentos no recebem cargas significativas que possam comprometer a estrutura, em sua maior parte esto submetidos a trfego leve e ligeiramente mdios sendo esses pontos elegveis para aplicao de pavimentos permeveis.

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Zonas de uso predial (prdios de apartamentos) - as reas de estacionamento so proporcionais as reas de ruas. As caladas e a maior parte do estacionamento recebem baixo volume de trfego e pouco carregamento, sendo tambm elegveis para a aplicao de pavimentos permeveis, porm as ruas podem receber diferentes tipos de carregamento variando de lugar para lugar.

Zonas de uso residencial (casas) - a rea de estacionamento, refere-se a garagens e locais de manobra de veculos, as ruas recebem apenas de trfego local e caladas so para uso de pedestres; esses trs tipos de pavimento sofrem pouca ao de carregamentos e repetio de carga dinmica ou esttica, sendo portanto, elegveis para a aplicao de pavimentos permeveis, sem maiores conflitos estruturais.

Normalmente, os pavimentos e as obras de pavimentao, so tratados como estruturas que devem trabalhar secas sem a interferncia de gua. Adotam-se, portanto, sistemas que sejam impermeveis, ou seja, que no permitam que a umidade dos solos seja um fator negativo quanto a reduo da capacidade mecnica compresso da estrutura e do comportamento fsico das camadas de suporte e, dentre outros, a degradao do revestimento com a abertura de trincas e posterior formao de panelas ou outras patologias tpicas da infiltrao de gua no interior da estrutura.

Pavimentos permeveis fogem em princpio a definio acima, pois, diferentemente dos pavimentos convencionais asflticos ou no, possuem estrutura simptica a absoro de gua e, portanto, favorvel ao molhamento de suas camadas inferiores.

A construo de pavimentos permeveis visa contemplar um apelo drenagem urbana. Tratando-se de dispositivo de infiltrao, atua como tcnica alternativa para o aumento da permeabilidade do solo urbano, tornando-se uma ferramenta de drenagem.

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Ocorre, pois um paradigma a ser considerado uma vez que os rgos responsveis pela drenagem preconizam sistemas voltados a infiltrao das guas ao passo que rgos responsveis pela pavimentao procuram preservar as camadas em estado seco visando a estabilizao estrutural e conseqente aumento na capacidade de carga sobre o leito carrovel.

A Frana foi pas pioneiro na aplicao de pavimentos com estrutura porosa no final da dcada de 40, porm, como os ligantes asflticos no eram bem estudados at ento, a estrutura rompia-se pela baixa adesividade ligante-agregado, no conferindo capacidade de carregamento ao revestimento poroso. Somente no incio dos anos 70, pases como a prpria Frana, Sucia, Estados Unidos e Japo voltaram a se interessar pelo mtodo e a aplic-lo em pequena escala (Azzout et al., 1994).

Nos Estados Unidos, um marco no uso de pavimento asfltico permevel como redutor dos impactos ambientais foi a pesquisa realizada no incio da dcada de 70 por Edmund Thelem e engenheiros do Instituto Franklin na Philadelphia que, com o apoio da U.S. Enviromental Protection Agency (EPA), utilizando o concreto asfltico poroso para o controle de cheias em 1968. Alguns anos mais tarde, Field et. al., 1982, criaram manuais prticos de projeto e construo de concreto asfltico permevel.

Com o passar dos anos, alguns trechos construdos com concreto asfltico poroso sofreram colmatao e conseqente declnio da taxa de infiltrao. No entanto, recentemente, com aplicao de novas tecnologias e materiais mais apropriados, esto sendo desenvolvidos concretos asflticos porosos com melhor desempenho hidrulico alm de durabilidade e confiabilidade estrutural.

Citando Aciolli, L.A. (2005), pelo menos trs fatores so significativos para a aplicao do pavimento permevel:

1. A crescente urbanizao e seus problemas de infiltrao, demandando estudos e desenvolvimento de solues contribuintes a drenagem visando a mitigao das enchentes em grandes centros.

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2. A aplicao em rodovias com o intuito de reduzir o efeito de aquaplanagem e o spray em dias chuvosos garantindo maior segurana e dirigibilidade.

3. A aplicao em locais para diminuir o nvel de rudo, uma vez que este tipo de revestimento permite que o som penetre pelos vazios levando a reduo da emisso de ondas sonoras.

Desde 1978, a Frana, o Ministre de lEquipement lanou um programa de pesquisa e desenvolvimento de solues para amenizar o efeito das inundaes. O pavimento permevel destacou-se como uma das solues mais interessantes, graas a sua facilidade de integrao com o ambiente urbano, alm do fato de poder ser usado como estrutura de reservatrio de reteno dos picos de cheia (Acioli, L.A. 2005 apud Azzout et al, 1994).

Desta poca em diante, o pavimento permevel passou a ser objeto de pesquisas resultando no desenvolvimento de tcnicas de execuo e mtodos de aplicao em diferentes reas da engenharia hidrulica e de pavimentos.

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3.1. Tipos de Pavimentos Permeveis

Os pavimentos permeveis so conhecidos como estruturas reservatrio. De acordo com Rimbauld et al. (2002) e Acioli L. A. (2005), essa denominao refere-se s funes realizadas pela matriz porosa de que so constitudos:

Funo mecnica, associada ao termo estrutura, que permite suportar os carregamentos impostos pelo trfego de veculos.

Funo hidrulica, associada ao termo reservatrio, que assegura, pela porosidade dos materiais, reter temporariamente as guas seguido pela drenagem e, se possvel, infiltrao no solo do subleito.

Segundo Azzout et. al. (1994), os pavimentos permeveis se caracterizam em quatro tipos: o pavimento pode possuir revestimento drenante ou impermevel e ainda ter a funo de infiltrao ou armazenamento. A Figura 7 ilustra os quatro tipos de pavimento com estrutura de reservatrio.

Figura 7 - Exemplo de diferentes tipos de pavimento com reservatrio estrutural (extrado de Azzout ET AL., 1994 e Acioli, L. A. UFRGS, 2003).

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3.2. Pavimentos voltados para a Infiltrao

Segundo Schueler (1987), o projeto de pavimentos permeveis pode se encaixar em trs categorias bsicas:

Sistemas de infiltrao total: aqueles cujo nico meio de sada atravs da infiltrao no solo. Neste, o dimensionamento das camadas de base e sub-base deve ser tal que armazene o volume de uma chuva de projeto subtrado do volume que infiltra diretamente.

Sistema de infiltrao parcial: quando o solo do sub-leito no possui boa taxa de infiltrao. Um sistema de drenagem dever ser executado para promover a coleta da gua que deixa de infiltrar.

Sistema de infiltrao para controle da qualidade da gua: este sistema utilizado para recolher o volume inicial do escoamento superficial que trs consigo a maior concentrao de poluentes como a poluio difusa dos detritos espalhados aleatoriamente por toda a bacia hidrogrfica e coletados para o sistema.

A Figura 8 apresenta o perfil dos trs tipos de pavimentos permeveis definidos por Schueler.

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Figura 8 - Tipos de pavimentos permeveis (adaptados de Schueler, 1987).

3.3. Pavimentos voltados para a Deteno e Armazenamento

Em reas urbanas, as superfcies destinadas ao sistema virio e as de estacionamento podem ocupar espaos considerveis, chegando a 30% da rea da bacia de drenagem, em reas densamente ocupadas. Assim, a adoo de pavimentos permeveis pode auxiliar no controle da produo do escoamento superficial no prprio sistema virio.

Basicamente podem ser identificados trs nveis diferentes de atuao dos pavimentos porosos ou permeveis no controle da produo de escoamento superficial.

Pavimentos dotados de revestimentos superficiais permeveis, possibilitando a reduo da velocidade do escoamento superficial, a reteno temporria de pequenos volumes na prpria superfcie do revestimento e a infiltrao para as camadas inferiores de parte das guas pluviais.

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Pavimentos dotados de estrutura porosa, onde efetuada a deteno temporria das guas pluviais, provocando o amortecimento de vazes e a alterao no desenvolvimento temporal nos hidrogramas.

Pavimentos dotados de estrutura porosa e de dispositivos de facilitao da infiltrao, onde ocorre tanto a deteno temporria das guas pluviais como tambm a infiltrao de parte delas. Obtm-se o amortecimento de vazes, a alterao no desenvolvimento temporal nos hidrogramas e a reduo dos volumes efetivamente escoados (Baptista, 2005).

A simples adoo de pavimentos com superfcies permeveis por si s no representa ganho significativo para os sistemas de drenagem como o caso dos revestimentos asflticos tipo CPA (camada porosa de atrito), que apenas reduzem o escoamento superficial diminuindo o efeito de spray e aquaplanagem. Porm, sua combinao com a adoo de uma estrutura de pavimento porosa na base e sub-base como, por exemplo, com o emprego de BGS (brita graduada simples) de graduao aberta, ou seja, tamanho mais uniforme dos agregados e pouco finos, permitir a reservao temporria das guas pluviais em seu interior, com possibilidades de infiltrao ou regulao de seu escoamento, melhorando significativamente o controle de escoamento e picos de cheias em zona urbana.

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3.4. Princpio de Funcionamento e Tipos de Pavimentos

Os tipos de pavimento com funes compensatrias em drenagem pluvial (Baptista & Nascimento, 2005) podem ser assim classificados:

Pavimentos com revestimentos permeveis: possibilitam o acesso das guas pluviais s camadas inferiores do pavimento e efetuam ligeira reduo do escoamento superficial.

Pavimentos porosos de deteno: Desempenham o papel de reservatrio temporrio das guas pluviais, ou seja, com evacuao localizada, sem funes de infiltrao, subdividindo-se em:

Pavimentos porosos de deteno com injeo direta: dotados de revestimentos permeveis.

Pavimentos porosos de deteno com injeo indireta: dotados de revestimentos impermeveis.

Pavimentos porosos de infiltrao: Desempenham dois papeis distintos, a reservao temporria e a infiltrao das guas pluviais subdividindo-se em:

Pavimentos porosos de infiltrao com injeo distribuda; dotados de revestimentos permeveis.

Pavimentos porosos de infiltrao com injeo localizada: dotados de revestimentos impermeveis.

Cada um desses diferentes tipos de pavimentos apresenta estrutura especfica quanto a sua utilizao.

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Quanto a camada superficial, o revestimento pode ser impermevel, no caso de pavimentos convencionais novos, construdos em concreto de cimento Portland ou concreto asfltico; semipermevel no caso de pavimentos em paraleleppedos, calamento polidrico ou blocos de concreto, e , por fim, permevel, em concreto asfltico poroso tipo CPA, peas pr-moldadas de concreto poroso e blocos de concreto vazados.

A estrutura do pavimento no muito diferente dos pavimentos clssicos, sendo geralmente constituda de brita e ligante. O volume de vazios desempenha papel importante para a determinao da capacidade de armazenamento.

A interface da estrutura do pavimento com o subleito ou solo adjacente deve ser realizada por meio da implantao de mantas geotxteis adequadas quando o objetivo assegurar a no colmatao da estrutura e garantir a funo de infiltrao.

Quando se objetiva a estanqueidade, como no caso de reservatrios, no deve haver interface da estrutura com o subleito, podendo ser utilizadas geomembranas ou lenis plsticos de espessura adequada que impedem a infiltrao dgua.

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3.5. Componentes dos Pavimentos Permeveis

Tanto os pavimentos porosos como os convencionais so constitudos basicamente dos mesmos componentes. A Tabela 2 define alguns tipos dos componentes usados em pavimentao. Poucos pavimentos possuem todos os componentes listados, ao invs, cada pavimento deve ter uma combinao especfica que atenda as suas prprias necessidades.

Tabela 2 - Terminologia geralmente aplicada a pavimentos porosos.

Terminologia aplicada a Pavimentos Porosos

Terminologia Definio

Camada de Base Camada colocada abaixo da superfcie de revestimento para aumenta a espessura do pavimento. Pode ser simplesmente chamada de Base. Camada Espao ocupado entre dois tipos de materiais na estrutura do pavimento.

Camada Filtrante Qualquer camada entre outras ou entre o pavimento e o subleito que detenha a migrao de partculas para os vazios da camada subjacente.

Geomembrana Tecido impermevel geralmente plstico ou Polietileno de Alta Densidade (PEAD) utilizada em sistemas impermeabilizantes.

Geotextil Manta no-tecida de filamentos de polipropileno que possibilita a livre passagem das guas de infiltrao para o meio drenante.

Pavimento Qualquer tratamento ou cobertura na superfcie que suporte qualquer tipo de trfego. Sobrecamada Camada aplicada sobre qualquer tipo de pavimento preexistente Estrutura do Pavimento

Combinao de camadas de materiais colocadas sobre o subleito que possibilitam o suporte mecnico do pavimento.

Reservatrio Qualquer parte do pavimento com capacidade de estocagem o condutividade de gua. O reservatrio pode ser sobreposto ou combinado com outras camadas do pavimento. Tambm chamado de Reservatrio de Base, Camada Drenante ou Colcho drenante.

Sub-base Camada colocada abaixo da Base a fim de aumentar a espessura do pavimento.

Subleito Solo natural ou reforado abaixo da estrutura do pavimento, responsvel pela absoro em ltima instncia dos carregamentos. Revestimento Camada do pavimento que recebe diretamente a carga de trfego.

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3.5.1. Revestimento, Base e Sub-base

muito comum a construo de pavimentos com duas camadas acima do subleito at o revestimento. Diferentes camadas podem ser otimizadas para propsitos especiais definidos para o pavimento. Alm disso, a combinao de materiais em diferentes camadas pode tornar o pavimento mais econmico.

A Figura 9 ilustra a seo tpica de pavimento com duas camadas entre o revestimento e o subleito.

Figura 9 - Pavimento com duas camadas sob o revestimento

O revestimento recebe diretamente o carregamento de trfego transferindo esforos para as camadas inferiores. De maneira geral o revestimento economicamente mais caro por ser constitudo de material resistente ao desgaste. Subjetivamente ao revestimento so atribudas caractersticas tais como aparncia e acessibilidade.

Uma ampla variedade de materiais pode satisfazer os requisitos de durabilidade, economia, aspecto e facilidade de execuo dos revestimentos.

A camada da base confere espessura estrutura do pavimento e se encarrega de distribuir o carregamento sobre o subleito. Caso seja necessrio, a camada de sub base pode ser adicionada com a finalidade de aumentar a espessura ou para armazenar gua no caso dos revestimentos porosos.

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Nos pavimentos com superfcie impermevel, gua no pode infiltrar em nenhuma parte da estrutura ou solo do subleito, mesmo que a base na estrutura de muitos pavimentos convencionais seja feita de material poroso. A superfcie impermevel inviabiliza o funcionamento de um pavimento poroso.

3.5.2. Sobrecamada

Trata-se de qualquer camada de revestimento aplicada sobre qualquer tipo de pavimento preexistente. A Figura 10 mostra o tipo usual de sobrecamada de material poroso aplicada sobre revestimento convencional denso ou impermevel. Os departamentos de estradas de rodagem utilizam a sobrecamada como ilustrada, com o objetivo de drenar o escoamento superficial, melhorar a visibilidade, aumentar a aderncia e reduzir o barulho e o reflexo. Isso faz com que as rodovias sejam mais seguras de dirigir alm de aumentar a capacidade de transporte reduzindo os custos.

Figura 10 - Sobrecamada porosa sobre revestimento convencional

As sobrecamadas porosas, ou CPA (camada porosa de atrito) como so chamadas, so aplicadas apenas sobre determinados trechos de rodovias para eliminao dos efeitos da aquaplanagem e spray provocados pelos veculos em dias chuvosos.

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3.5.3. Reservatrios

Para pavimentos permeveis, o reservatrio considerado como qualquer parte da estrutura que pode armazenar e transportar gua para um exudrio ou sada, atravs de tubo de drenagem ou filtr-la diretamente para o solo. Inclui todo o material do pavimento que recebe gua mesmo que ocasionalmente, podendo ser o mesmo material que possui funes estruturais.

O volume de gua estocado nos espaos vazios entre agregados. Pavimentos de camadas com ndice de vazios que podem atuar como reservatrio so preconizados por regulamentao especfica como a da AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials, 1993 p. I-18) e do DNER (Departamento Nacional de Estradas de Rodagem).

Os reservatrios podem ser chamados tambm de Camada ou Colcho Drenante.

A gua armazenada no pavimento poder ser eliminada lentamente atravs de tubos laterais. A baixa velocidade de descarga retarda o pico de cheia, minimiza os efeitos da eroso alm de reduzir os custos das estruturas dos sistemas de drenagem em dispositivos implantados jusante.

Quando a gua armazenada infiltra para o subleito, alm dos benefcios acima, contribui adicionalmente para a recarga de aqferos aumentando o nvel do lenol fretico e o escoamento bsico.

Toda gua que passa atravs dos poros de qualquer camada de pavimento, naturalmente filtrada e tratada pela atividade bioqumica dos microorganismos.

De maneira geral a estrutura de armazenagem que possui funes hidrulicas em determinada camada do pavimento denominada de Reservatrio de Base, que poder ser drenado por tubos em qualquer altura dividindo a base em dois segmentos; um que tem a funo de escoar a gua excedente de dentro do reservatrio para fora da estrutura e outro segmento abaixo que retm a gua para

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infiltrao. Ambos os segmentos possuem funo estrutural, porm o segmento de baixo tambm possui funo hidrulica.

Reservatrios Nivelados ou Inclinados

A Figura 11 ilustra como a configurao de um reservatrio pode variar conforme a inclinao da superfcie do pavimento. Para uma superfcie nivelada, o reservatrio ser uma camada horizontal na parte inferior do pavimento (a), ao passo que em superfcies inclinadas poder ser necessria uma camada adicional de base para compensar a inclinao (b).

Quando a camada inferior do pavimento for inclinada a gua se dirigir para o ponto mais baixo, limitando a capacidade do reservatrio (c). Para compensar, a base prxima ao ponto mais baixo poder ser executada de forma a aumentar o volume de armazenamento (d).

Figura 11 - Pavimentos com reservatrios em nvel ou inclinados (Fergunson B.K.,2005).

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Reservatrios com Sada Lateral

Tubos ou outros dispositivos implantados lateralmente podem servir de escape para a gua que entra no pavimento atuando tambm como limitadores de profundidade e da durao da reteno na estrutura superior do pavimento. A capacidade de sada comanda a taxa de amortecimento. Alguns dispositivos de sada podem ser escolhidos em funo dos custos de manuteno.

A Figura 12 mostra os arranjos possveis para a implantao de dispositivos de sada na parte inferior do reservatrio. Os drenos laterais permitem que quase a totalidade das guas sejam dirigidas para as laterais e escoadas no deixando que sejam infiltradas para o subleito. As guas podem ser captadas por drenos granulares (a), tubos perfurados (b) e (c) com ou sem estruturas que permitam o monitoramento ou manuteno.

Figura 12 - Exemplos de dispositivos de descarga lateral localizados na parte inferior do Reservatrio de Base (Fergunson B.K., 2005).

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A Figura 13 ilustra dispositivos de sada para o excesso de gua que fica dentro do pavimento. O reservatrio abaixo do tubo de sada lateral retm a gua destinada a infiltrao para o subleito (a), (b) e (c). Trincheiras de infiltrao construdas longitudinalmente podem ser economicamente vantajosas (d).

Figura 13 - Exemplos de dispositivos de descarga lateral localizados na parte superior do Reservatrio de Base (Fergunson B.K., 2005).

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Na Figura 14, so mostrados dispositivos de sada para o escoamento superficial quando a gua excede a capacidade de armazenamento do reservatrio ou quando a taxa de infiltrao direta para o solo baixa gerando demora na absoro. Em casos assim, a gua excedente sai pelo prprio pavimento em direo as laterais pela simples inclinao do terreno (a). Este arranjo possvel apenas em locais com baixa solicitao de carregamento de trfego.

A execuo de camada granular aflorante e ao longo do pavimento (b), permite que a superfcie do revestimento fique protegida do excesso de gua no reservatrio que ocasionalmente pode extravasar.

Figura 14 - Exemplos de dispositivos que permitem o escoamento superficial e protegem o pavimento (Fergunson B.K., 2005).

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3.5.4. Geotxteis

Material aplicado entre duas camadas ou entre a camada de base e o subleito com a finalidade de separao de seus materiais. A separao necessria para manter a porosidade evitando o carreamento de partculas para outra camada alm de manter a integridade estrutural das camadas. Trata-se de manta no-tecida de filamentos de polipropileno que possibilita a livre passagem das guas de infiltrao para o meio drenante ou camada adjacente. Alternativamente a separao entre camadas pode ser feita de material granular selecionado de tamanho intermedirio. Os geotxteis so permeveis e inibem a movimentao de pequenas partculas atuando como filtros. Em alguns pavimentos o geotxtil proporciona ainda resistncia s tenses de deformao.

Figura 15 Aplicao de geotxteis em pavimentos deformveis (ABINT, 1999)

Figura 16 - Aplicao de geotxtil como separao e filtro (ABINT, 1999).

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3.5.5. Geomembranas

Alguns pavimentos porosos tm sua parte inferior revestida com o propsito de impedir a penetrao de gua para o subleito O termo tcnico para extensos lenis de plstico resistente geomembrana que se aplica a um tecido impermevel geralmente plstico ou Polietileno de Alta Densidade (PEAD) utilizado em sistemas impermeabilizantes. Quando um solo possui material quimicamente txico a geomembrana impede a contaminao das guas ao meio ambiente. A funo hidrulica de um pavimento cuja camada inferior da base revestida limita-se a deteno e ao tratamento qualitativo das guas, no a infiltrao.

Foto 3 - Reservatrio revestido com geomembrana (revista Engenharia