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Prof. Vincius C. Patrizzi
ESTRADAS E
AEROPORTOS
DRENAGEM
SUPERFICIAL
DRENAGEM SUPERFICIAL
2
DRENAGEM SUPERFICIAL
3
OBJETIVOS
INTERCEPTAR AS GUAS QUE POSSAM ATINGIR A PLATAFORMA
VIRIA E CONDUZI-LAS PARA LOCAL ADEQUADO
CONTROLE DE EROSO DOS TALUDES DE CORTE E ATERRO
DRENAGEM SUPERFICIAL
4
TIPOS
VALETAS DE PROTEO DE CORTE/ATERRO
VALETAS DE BERMAS DE CORTE/ATERRO
SARJETAS DE P DE CORTE/ATERRO
VALETAS DO CANTEIRO CENTRAL
CLASSIFICAO
QUANTO FORMA
MEIA CANA / TRIANGULAR / RETANGULAR / TRAPEZOIDAL
QUANTO AO REVESTIMENTO
GRAMA / CONCRETO / PEDRA MARROADA
DR-1A
SARJETA TRIANGULAR DE CORTE
5
REVESTIMENTO EM GRAMA EM PLACAS
DR-1B
SARJETA TRIANGULAR DE CORTE
6
REVESTIMENTO EM CONCRETO
DR-2A
VALETA DE CANTEIRO CENTRAL
7
REVESTIMENTO EM GRAMA
DR-2B
VALETA DE CANTEIRO CENTRAL
8
REVESTIMENTO EM CONCRETO
DR-3A
VALETA DE PROTEO TRAPEZOIDAL
9
REVESTIMENTO EM GRAMA
PROTEO DE CRISTA DE CORTE
DR-3A
VALETA DE PROTEO TRAPEZOIDAL
10
REVESTIMENTO EM GRAMA
PROTEO DE P DE ATERRO
DR-3B
VALETA DE PROTEO TRAPEZOIDAL
11
REVESTIMENTO EM CONCRETO
PROTEO DE CRISTA DE CORTE
DR-3B
VALETA DE PROTEO TRAPEZOIDAL
12
REVESTIMENTO EM CONCRETO
PROTEO DE P DE ATERRO
DR-3B
VALETA DE PROTEO TRAPEZOIDAL
13
DR-5A CANALETA RETANGULAR DE BORDA DE ATERRO
14
DR-6
SARJETA TRIANGULAR DE BORDA DE ATERRO
15
DRENAGEM SUPERFICIAL
16
DIMENSIONAMENTO
VAZO DE ENTRADA MTODO RACIONAL
C = Coeficientes de infiltrao
C = 0,35 / 0,70 / 0,90
i = intensidade pluviomtrica = f (tc, T)
tc = tempo de concentrao = 5 minutos
T = perodo de retorno = 10 anos
A = seo de contribuio
6,3
AiCQe
(m/s/m)
DRENAGEM SUPERFICIAL
17
DIMENSIONAMENTO
VELOCIDADE DE ESCOAMENTO FRMULA DE MANNING
V = Velocidade
RH = Raio Hidrulico
I = Declividade Longitudinal do Dreno
n = coeficiente de rugosidade
n
IRV H
2/13/2 (m/s)
Molhado Permetro
Molhada Seo
P
SRH
DRENAGEM SUPERFICIAL
18
DIMENSIONAMENTO
VAZO DE SADA EQUAO DA CONTINUIDADE
CLCULO DO COMPRIMENTO CRTICO (L)
SVQs (m/s/m)
),( QsQefL
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM
DRENAGEM SUPERFICIAL
19
Transposio de Segmentos de Sarjeta
20
Transposio de Segmentos de Sarjeta
21
Sada e Descida Dgua em Talude
22
Dissipador de Energia
23
Bueiro de Greide
24
Caixa Coletora
25
Vala Lateral e Corta-Fio
26
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
27
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
28
OBJETIVOS
PROTEO CONTRA INFILTRAES DIRETAS DE PRECIPITAES
ASCENO DE LENIS DGUA SUBTERRNEOS
DISPOSITIVOS
CAMADA DRENANTE
DRENOS RASOS LONGITUDINAIS
DRENOS LATERAIS DE BASE
DRENOS TRANSVERSAIS
FONTES DE GUA NA ESTRUTURA
29
INFILTRAO
TRINCAS E JUNTAS NA SUPERFCIE
JUNO PISTA / ACOSTAMENTO
ASCENO
LENOL FRETICO
EFEITO CAPILAR
FONTES DE GUA NA ESTRUTURA
30
FONTES DE GUA NA ESTRUTURA
31
FONTES DE GUA NA ESTRUTURA
32
Pavimento de Concreto de Cimento Portland
FORMAS DE MOVIMENTAO DA GUA
33
DIFERENA DE ELEVAO (GRAVITACIONAL)
DIFERENA DE TEMPERATURA OU PRESSO
CAPILARIDADE
FORA OSMTICA
FLUXO SATURADO
GRADIENTE DEVIDO A DIFERENA DE ELEVAO
FLUXO NO SATURADO
GRADIENTE FORNECIDO PELA CAPILARIDADE E DIFERENA DE
TEMPERATURA
EFEITO ADVERSO DA GUA
34
FORAS DE PERCOLAO OU SUB-PRESSO GERAM FLUXOS INTERNOS E SATURAO
AMOLECIMENTO DAS CAMADAS DE FUNDAO QUANDO SE TORNAM SATURADAS E/OU MANTM-SE POR PERODOS PROLONGADOS
DESAGREGAO E TRINCAMENTO DE MATERIAIS PELA INTERAO COM A UMIDADE EXCESSIVA
CARREAMENTO E MIGRAO DE PARTCULAS DE SOLO PARA UM PONTO DE SADA, PROPORCIONANDO PIPING OU EROSO (BOMBEAMENTO)
O PROBLEMA DA GUA NOS PAVIMENTOS
35
Pavimento Asfltico
O PROBLEMA DA GUA NOS PAVIMENTOS
36
Pavimento de Concreto de Cimento Portland
INFLUNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
37
Pavimento Asfltico
Parmetro Valores Adotados
Perodo de projeto (anos) 8
Perda de serventia - DPSI 2,00
Trfego NUSACE 7,46 x 107
Trfego NAASHTO 1,97 x 107
Mdulo de resilincia do subleito (MPa) 50
Coeficiente de Drenagem BGS (mi) 1,40
Desvio Padro 0,45
Confiabilidade (%) 90
Nmero Estrutural Inicial SN 5,76
ndice de Serventia Final - Pt 2,5
INFLUNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
38
Pavimento Asfltico
MaterialEspessura
(cm)
Mdulo de
Resilincia
(Mpa)
Coeficiente
Estrutural
(ai)
Coeficiente
Drenagem
(mi)
Nmero 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
D
33322211 mDamDaDaSN
INFLUNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
39
Pavimento Asfltico
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
Pre
se
nt
Se
rv
ice
In
de
x -
PS
I
W18
Mtodo da AASHTO/93 - Pavimento Asfltico Invertido Rodoanel Sul Sensibilidade: Drenagem
Drenagem excelente (mi_bgs=1,40)
Drenagem mdia (mi_bgs=1,00)
Drenagem pssima (mi_bgs=0,40)
Drenagem excelente - aps interveno
Drenagem mdia - aps interveno
Drenagem pssima - aps interveno
Pt - Limite Final de Serventia
INFLUNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
40
Pavimento Asfltico
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
ra
o
Nmero de Solicitaes Equivalentes Acumuladas do Eixo Padro - W18
Projeo do Trfego (Nmero N)
INFLUNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
41
Pavimento de Concreto de Cimento Portland
Parmetro Valores
Adotados
Perodo de projeto (anos) 20
Perda de serventia - DPSI 2,00
Trfego - NAASHTO RGIDO 1,44 x 108
Mdulo de ruptura (MPa) 5,30
Mdulo de elasticidade (MPa) 30.000
Mdulo de reao (MPa/m) 80
Coeficiente de transferncia de carga - J 2,50
Coeficiente de drenagem - Cd 1,25 / 1,00 / 0,70
Desvio Padro 0,30
Confiabilidade (%) 70
Acostamento de Concreto SIM
INFLUNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
42
Pavimento de Concreto de Cimento Portland
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
D
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
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
Se
rv
ice
In
de
x -
PS
I
W18
Mtodo da AASHTO/93 - Pavimento de CCP Rodoanel Sul - Sensibilidade: Drenagem
Drenagem excelente (Cd=1,25)
Drenagem mdia (Cd=1,00)
Drenagem pssima (Cd=0,70)
Pt - Limite Final de Serventia
INFLUNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
43
Pavimento de Concreto de Cimento Portland
INFLUNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
44
Pavimento de Concreto de Cimento Portland
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
An
o d
e O
pe
ra
o
Nmero de Solicitaes Equivalentes Acumuladas do Eixo Padro - W18
Projeo do Trfego (Nmero N)
CONCEITOS DE PROJETO DE DRENAGEM
45
OBJETIVO
MANTER MATERIAIS NO SATURADOS
EVITAR EXPOSIO UMIDADE ELEVADA
TIPOS DE CONTROLE
SELAR O PAVIMENTO E EVITAR INFILTRAO
UTILIZAR MATERIAIS POUCO SENSVEIS A UMIDADE
PROVIDENCIAR DRENAGEM ADEQUADA PARA RETIRAR A UMIDADE
O MAIS RPIDO POSSVEL
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
46
HIPTESES
DRENAR SOMENTE A GUA INFILTRADA CAMADA DRENANTE POSICIONADA IMEDIATAMENTE ABAIXO DO
REVESTIMENTO
CRITRIOS DE PROJETO
CONTINUIDADE DO FLUXO TEMPO DE DRENAGEM
NECESSIDADE DE DISPOSITIVOS
i > 1500 mm / ano VDM > 500 veculos comerciais
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
47
INFILTRAES DE PROJETO
CEDERGREN ET AL 1973
RIDGWAY 1975 - AASHTO
ano 1T
hora 1t
CCP - rgido Pavimento - 0,67 a 0,50 C
asfltico toRevestimen - 0,50 a 33,0
r
C
C
iCIP
juntas entre oespaament C
faixas de nmero N
juntasou trincasdas ocompriment
trincade ps / dia/ps 4,2 3
W
q
WCs
Wc
W
NcqQ
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
48
CAMADA DRENANTE
ELEMENTOS DE PROJETO
DECLIVIDADES LONGITUDINAL / TRANSVERSAL
LARGURAS DAS FAIXAS / ACOSTAMENTOS
POSIO DO DRENO
ESPESSURAS DAS CAMADAS
TIPOS DE MATERIAL
FAIXAS GRANULOMTRICAS
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
49
CAMADA DRENANTE
DIMENSIONAMENTO HIDRULICO LEI DE DARCY
LeA
AikQ
DiCQ
100
24Clculo da espessura:
Ik
DiCe
100
24Clculo da permeabilidade:
cmeer
Ie
DiCk
2
100
24
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
50
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
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
51
DRENOS RASOS LONGITUDINAIS
ELEMENTOS DE PROJETO
TIPOS DE DRENO (CEGO / TUBULAR)
SEO HIDRULICA
TIPO DE MATERIAL k > CAMADA DRENANTE
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
52
DRENOS RASOS LONGITUDINAIS DIMENSIONAMENTO
HIDRULICO
DRENO CEGO LEI DE DARCY
DRENO TUBULAR LEI DE CHEZY - MANNING
AikQmx
P
mxcrtico
Hmx
Q
QI
n
IRSQ
2/13/2
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
53
DRENOS RASOS LONGITUDINAIS DIMENSIONAMENTO HIDRULICO
CLCULO DO TEMPO MXIMO DE PERMANNCIA DGUA NA CAMADA FILTRANTE
V = velocidade de percolao
K = coeficiente de permeabilidade
i = gradiente hidrulico
ne = porosidade efetiva do material usado
L = espaamento entre sadas V
Lt
n
iKV
A
AiK
t
e
ef
mx
efA
QV
hora 1
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
54
Drenos Transversais e Longitudinais Rasos
55
Drenos Subsuperficiais Detalhes Complementares
56
Locais para Implantao de Drenos Longitudinais e
Transversais em Corte e em Aterro
57
Esquema Geral de Drenagem
58
Esquema Geral de Drenagem
59