Embed Size (px)
Citation preview
CENTRO UNIVERSITÁRIO CESMAC
GARRETT MICHAEL LAUKKANEN
RAFAEL CELISTRE MACHADO
PROBLEMAS DE DRENAGEM EM RODOVIAS: Estudo
de caso em Alagoas
MACEIÓ-AL
2017.1
GARRETT MICHAEL LAUKKANEN
RAFAEL CELISTRE MACHADO
PROBLEMAS DE DRENAGEM EM RODOVIAS: Estudo
de caso em Alagoas
Trabalho de conclusão de curso apresentado como requisito final, para conclusão do curso de Engenharia Civil do Centro Universitário Cesmac, sob a orientação do professor Thyago Anthony Soares.
MACEIÓ-AL
2017.1
BIBLIOTECA CENTRAL CESMAC
L366p Laukkanen, Garrett Michael
Problema de drenagem em rodovias: estudo de caso em Alagoas/ Garrett Michael Laukkanen, Rafael Celistre Machado.-- Maceió, 2017.
36f.: il.
TCC(Graduação em Engenharia Civil)- Centro Universitário
CESMAC, Maceió, AL, 2017.
Orientador: Thyago Anthony Soares. 1. Drenagem. 2. Rodovias. 3. Rpojeto. 4. Manutenção. I. Machedo,
Rafael Celistre. II. Soares, Thyago Anthony.
CDU:624.01
DEDICATÓRIAS
Aos meus pais, pelo exemplo de não desistir pelo que
quer e o que tem que ser feito, e ao meu companheiro de
trabalho.
(Garrett Laukkanen)
Aos meus pais, pelo amor e confiança e pelo exemplo de vida, ao meu companheiro de trabalho.
(Rafael Celistre)
AGRADECIMENTOS
Aos meus pais, Gary Laukkanen e Maria Zélia, por sempre me darem apoio
diante das minhas possibilidades e escolhas, incentivando sempre a progressão e a
minha liberdade de escolha em si. Aos meus outros familiares, pelos conselhos e
pela demonstração das vantagens de prosseguimento no curso, apesar da minha
breve pausa.
Ao pessoal de Economia da UFAL, que me mostraram novamente o que é
iniciar um curso, a vontade de seguir em frente e vencer, incentivando que eu
deveria seguir meus instintos, mesmo que seja dar um passo para trás para dar
alguns para a frente.
Ao parceiro de TCC e amigo, Rafael Celistre Machado, com quem passei
muitas horas para conseguir chegar ao termino deste trabalho, pela paciência,
expressar sempre uma tranquilidade, fazendo a experiência de realizar esse TCC
menos estressante.
Ao professor Thyago Soares, pelo apoio, demonstrar os caminhos para a
conclusão deste trabalho, juntamente com o suporte burocrático, que culminou na
obtenção de dados junto ao DNIT, que necessitávamos para a conclusão deste
trabalho.
Ao pessoal do DNIT que mostraram os caminhos e ofereceram várias
alternativas, Adriano Xavier, Cristiano, Antônio Fachinetti, Rommel, Nichollas, Anna
e o João Victor, que facilitaram a conclusão deste trabalho, juntamente com a
aquisição dos dados que precisaríamos.
Aos meus colegas do curso de Engenharia Civil, da turma atual e da minha
antiga turma, pelas experiências de crescimento pessoal e aprendizado conjunto.
Inclusive ao pessoal da SMTT, os quais sempre nos juntávamos para a realização
de trabalhos.
Aos professores do curso, pela aquisição de conhecimentos gerais no ramo
da engenharia e o direcionamento para a escolha do tema deste trabalho.
À minha mãe Michelle Laukkanen e a Dr. Rosa, que estão em algum lugar do
Universo, observando tudo que eu faço e me inspirando a realizar as escolhas
corretas.
(Garrett Michael Laukkanen)
AGRADECIMENTOS
Aos meus pais, Ricardo Machado e Roseana Celistre, pelo carinho e a
educação que me deram, além das cobranças e incentivos que sempre existiram e
fizeram com que eu me tornasse quem sou. Ao meu irmão, Ricardo Machado, com
seus conselhos. E a todos meus primos e tios, que me passam a confortável
sensação de carinho e união.
Ao parceiro de TCC e amigo, Garrett Laukkanen, com quem passei muitas
horas para conseguir chegar ao termino deste trabalho, pela grande contribuição de
conteúdo e por ter aguentado meu ritmo (nem sempre tão veloz).
Ao professor Thyago Soares, pela grande quantidade de conhecimento
passado, mesmo sem a obrigação de fazê-lo e ajuda orientando para a finalização
deste trabalho.
Aos engenheiros do DNIT, Adriano Xavier, Cristiano, Antônio, Rommel,
Nichollas, Anna e João Victor pelo fornecimento de dados que foram essenciais para
conclusão deste trabalho.
Aos meus colegas do curso de Engenharia Civil, pelas experiências
compartilhadas.
(Rafael Celistre)
RESUMO
A manutenção da drenagem de rodovias vem se tornando mais frequentes, para maior vida útil da camada asfáltica, menor risco de acidentes causado por deteriorações na estrada por conta da má qualidade de drenagem, mostrando como tem importância as estradas nos dias de hoje. O presente trabalho consiste em analisar os problemas encontrados em uma rodovia situada na cidade de Maceió. O método adotado para a realização do trabalho foi a análise de um projeto já executado da rodovia e levantamento de custos gerados pelo descaso de sua manutenção. Mostrando fotos e quadros para visualização das mudanças propostas em projeto para adequação da rodovia ás necessidades da localização. Os resultados obtidos foram bastante relevantes do ponto de vista que foi analisado apenas a manutenção de um pequeno trecho da rodovia. Por tanto, a compatibilização de rodovias conforme a necessidade é de extrema importância quando se busca qualidade e menor risco para os usuários tanto das rodovias como de suas margens. Palavras-chave: Drenagem. Rodovias. Projeto. Manuntenção
ABSTRACT
The maintenance of highway drainage systems has become more frequent, increasing the lifespan of the asphalt layer, decreasing the risk of accidents due to harsh conditions of the pavement consequent of a weak quality of a drainage system, demonstrating how important it can be for highways. This project consists on analyzing problems encountered on a highway located in Maceió. The adopted method to accomplish this project was the analysis of a finished highway project, bringing up generated costs due to maintenance neglecting. Demonstrating pictures and frames, pointing to the project’s change proposals to adjust to the needs of the highway’s location. The obtained results are relevant since just a small stretch of the highway was analyzed. Consequently, harmonizing highways according to its requisites is extremely important when aiming high quality & smaller risks for the users of the highway & its margins. Keywords: Drainage. Highways. Project. Maintenance.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Ciclo hidrológico ....................................................................................... 14 Figura 2 - Transposição de talvegue, bueiro e ponte. Fonte: CREA-MT, 2015 ........ 16 Figura 3 - Alagamento na rotatória Fonte: DNIT ....................................................... 24 Figura 4 - Meio Fio Deteriorado Fonte: DNIT ........................................................... 25 Figura 5 - Sarjeta Obsoleta Fonte: DNIT .................................................................. 25 Figura 6 - Mapa do Projeto Fonte: DNIT................................................................... 26 Figura 7 - Mapa das galerias Fonte: DNIT................................................................ 27 Figura 8 - Meio fio sarjeta utilizado Fonte: DNIT ...................................................... 28 Figura 9 - Boca de lobo (planta baixa e corte) Fonte: DNIT ..................................... 29 Figura 10 - Poço de visita (planta baixa e cortes) Fonte: DNIT ................................ 29 Figura 11 - Caixa coletora (planta e cortes) Fonte: DNIT ......................................... 30 Figura 12 - Caixas de ligação e passagem (planta e cortes) Fonte: DNIT ............... 30 Figura 13 - Desague das galerias Fonte: DNIT ........................................................ 33
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 – Orçamento Projeto ................................................................................. 31
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................... 11 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .............................................................................. 13 2.1 Histórico da drenagem .................................................................................. 13 2.2 Drenagens Rodoviárias................................................................................. 13
2.2.1 Impactos da água não drenada sobre o pavimento ..................................... 13 2.2.2 Escoamento Superficial ................................................................................ 14 2.2.2.1 Grandezas associadas ao escoamento superficial. ..................................... 15 2.2.2.2 Estimativa do escoamento superficial. ......................................................... 15 2.2.3 Drenagem de transposição de talvegues ..................................................... 16 2.2.4 Drenagem Superficial ................................................................................... 16 2.2.5 Drenagem do pavimento .............................................................................. 17 2.2.6 Drenagem profunda ..................................................................................... 17 2.2.7 Drenagem de travessia urbana .................................................................... 19 2.3 Problemas de Drenagem Rodoviária ........................................................... 19
2.3.1 Fluxos De Águas Ascendentes .................................................................... 19
2.3.2 Poro pressão ................................................................................................ 20 2.3.3 Capilaridade ................................................................................................. 20 3 METODOLOGIA ................................................................................................. 22 3.1 Objeto de estudo ........................................................................................... 22 3.2 Trechos estudados ........................................................................................ 22 4 RESULTADOS ................................................................................................... 23 4.1 Características ............................................................................................... 23 4.2 Aspectos socioeconômicos ......................................................................... 23 4.3 Problemas detectados .................................................................................. 23 4.4 Solução........................................................................................................... 26
4.4.1 Projeto de solução ........................................................................................ 26 4.4.1.1 Dimensionamento de galerias ...................................................................... 27 4.4.1.2. Dispositivos de drenagem utilizados ......................................................... 28 4.5. Orçamento...................................................................................................... 31 5 CONCLUSÃO ..................................................................................................... 34 REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 35
11
1 INTRODUÇÃO
Um dos maiores ramos da engenharia civil é a construção de estradas,
garantindo o ir e vir de forma eficiente e segura de automóveis. Um dos
componentes principais das rodovias é o pavimento, responsável pela distribuição
de carga, representando uma superfície resistente à abrasão e certas características
quem promovem a segurança de seus usuários. Para garantir o alto desempenho a
longo prazo do asfalto, é necessário apresentar uma grande atenção para um
sistema eficiente de drenagem. O Brasil é contem a quarta maior malha rodoviária
do mundo, com quase 2 milhões de km de estradas, e com isso a necessidade de
manutenção é constante.
Segundo o DNIT, de acordo com as características, os projetos rodoviários
podem ser classificados em três tipos, descritos a seguir.
Projetos de Implantação (Construção) são aqueles que permitem a ligação
entre determinados pontos ou cidades, com liberdade para definição do traçado,
desde que sejam respeitados os pontos obrigatórios de passagens e evitados
aqueles diagnosticados como impróprios durante o desenvolvimento do projeto,
devem ser apresentadas alternativas de traçado, determinadas e caracterizadas as
áreas de influência do projeto e coletados dados de campo visando levantar
informações pertinentes.
Os Projetos de Melhoramento são aqueles que permitem a adaptação da
rodovia já existente às novas condições de tráfego, podendo sofrer pequenas
alterações geométricas, deslocamentos de eixo, alterações de greide, mudanças na
secção transversal da estrada e até implantação de uma faixa adicional.
Projetos de Restauração consistem na renovação do pavimento existente,
quando a vida útil deste estiver esgotada, mantendo-se a mesma categoria da
rodovia, sem alterações.
Todos estes tipos de projetos rodoviários interferem nos compartimentos
ambientais, sejam eles, físicos, bióticos e socioeconômicos, modificando o ambiente
construído e natural e gerando impactos ambientais.
A drenagem rodoviária tem como sua primordial função, eliminação de água
que atinge o corpo da estrada, captar e conduzir essa água para locais que menos
afete a segurança e durabilidade da via.
12
Existe um consenso que a água sobre o pavimento asfáltico reduz a sua vida
útil, e esse processo é acelerado ainda mais pelo surgimento de defeitos funcionais
e estruturais nos pavimentos não drenados, ocorrendo também entupimento de
bueiros, diminuição da estrutura dos pavimentos e oxidação e envelhecimento
prematuro do asfalto.
A drenagem divide-se em: Micro-drenagem – rede de coleta e transporte das
águas pluviais até arade de macro-drenagem, constituída por tubulações de
pequeno e médio porte, canais e galerias de pequeno porte, elementos de coleta
(bocas de lobo) e visita (poços de visita). Macro-drenagem – sistema de condução
das águas provenientes da micro-drenagem para os destinos finais (córregos, rios,
etc.) constituído por canais e galerias de médio e grande porte. A micro-drenagem
inclui a coleta e afastamento das águas superficiais ou subterrâneas através de
pequenas e medias galerias, fazendo ainda parte do sistema todos os componentes
do projeto para que tal ocorra. (BOTELHO, 1998).
Como podemos evitar esse problema que é a redução da vida útil e da
eficiência técnica do pavimento, muito comum em nossas rodovias? Justamente
através de uma drenagem eficaz.
O presente trabalho consiste em analisar as condições das rodovias, focando
nas suas condições de drenagem, suas respectivas falhas. A drenagem visa escoar
as águas de forma sutil, segura e eficiente do pavimento da rodovia, assim,
minimizando os danos no asfalto.
13 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
O presente capítulo consiste em buscar, através de pesquisas bibliográficas, artigos,
teses, normas e guias, os conhecimentos necessários para o desenvolvimento sobre
drenagem rodoviária.
2.1 Histórico da drenagem
Desde os primórdios dos tempos, a civilização construía rotas para travessias,
não valorizando os princípios da drenagem, basicamente aderindo a ideia de
escoamento superficial para não danificar a superfície estradal. Ao longo dos tempos
se deu início à necessidade de uma uniformidade, em longo prazo, nos trajetos e
com isso se iniciou o desenvolvimento de pavimentos e de um sistema de drenagem
subterrânea. Com a chegada dos automóveis no fim do século XIX e a sua
disseminação em massa no século XX, viu-se necessário de métodos mais
sofisticados de drenagem porque os automóveis aumentaram a velocidade média
trafegada nessas vias, que derivam numa gravidade maior consequente de alguma
irregularidade no trajeto. Os métodos de drenagem surgem como uma garantia de
segurança da via para os usuários e aumentar a vida útil de seu pavimento.
2.2 Drenagens Rodoviárias
Drenagem rodoviária é o escoamento eficiente das águas sobre o trecho do
pavimento
Segundo o DNIT, a adoção das medidas para a proteção do corpo estradal da
ação prejudicial das águas que o atingem, seja por meio das precipitações, das
infiltrações, da condução através de talvegues, ou mesmo, das existentes sob a
forma de lençóis freáticos ou artesianos. (DNIT, 2006, p.9)
2.2.1 Impactos da água não drenada sobre o pavimento
Segundo AASHTO, 1993 os efeitos da água quando está presa dentro do
pavimento estrutural são:
Redução da resistência da sub-base;
Redução da resistência da base;
Bombeamento no pavimento de concreto, com consequências de
rachaduras e deteriorações;
Bombeamento dos agregados finos, resultando perda de suporte na
rodovia.
14
Problemas menos frequentes notados devido a água presa, mas não
limitados apenas:
Perda da ligação entre os agregados e a mistura asfáltica;
Desníveis na camada asfáltica. (AASHTO, 1993)
O excesso de água combinado com trafego intenso e grandes cargas
resultam na redução da vida útil do asfalto, a água pode entrar de formas diferentes
no pavimento, sendo por rachaduras, juntas, infiltração do pavimento ou aquíferos
ininterruptos.
2.2.2 Escoamento Superficial
Figura 1 - Ciclo hidrológico
Fonte: TUCCI, C.E.M. (2006)
Escoamento superficial é a fase do ciclo hidrológico que trata da ocorrência e
transporte de água sobre a superfície.
Durante uma chuva, parte da água pode infiltrar e parte pode escorrer sobre a
superfície do solo (LIBARDI, 1995).
O escoamento superficial abrange desde o excesso de precipitação que
ocorre logo após uma chuva intensa e se desloca livremente pela superfície do
15 terreno, até o escoamento de um rio, que pode ser alimentado tanto pelo excesso de
precipitação como pelas águas subterrâneas.
Os fatores que influem no escoamento superficial são a quantidade,
intensidade e duração da precipitação, cobertura e condições do uso do solo,
evapotranspiração, área, forma e declividade da bacia, tipo de solo, condições de
superfície, topografia, rede de drenagem e obras hidráulicas presentes na bacia.
2.2.2.1 Grandezas associadas ao escoamento superficial.
Vazão- é o volume de água que atravessa a seção por unidade de
tempo. Normalmente usada em
Coeficiente de escoamento superficial- É a relação entre o volume que
escoa sobre a superfície do terreno e o volume precipitado.
Expressado pela equação = á
Tempo de concentração ( ) – Tempo necessário para que toda a
bacia contribua com escoamento superficial da seção considerada.
Período de retorno ( ) – Tempo médio em anos, que um determinado
evento é igualado ou superado pelo menos uma vez.
2.2.2.2 Estimativa do escoamento superficial.
= ; em que
= vazão máxima de escoamento superficial ;
= coeficiente de escoamento superficial, adimensional;
= intensidade máxima media de precipitação para uma duração
igual ao tempo de concentração, . ℎ ;
= Área da bacia de drenagem, ℎ .
De acordo com SMEDEMA e RYCROFT (1983), o método racional foi
originalmente desenvolvido para estimar vazões máximas de escoamento em
pequenas bacias urbanas, cuja proporção de área impermeável é grande (para as
quais C aproxima-se de um). A ampliação do uso do método racional para áreas
agrícolas é mais apropriada para bacias que não excedem 100 - 200 ha. Para
grandes bacias, com longos tempos de concentração, as condições permanentes e
a uniformidade da intensidade de precipitação assumida são irreais, sendo que
consideráveis erros deverão ocorrer na estimativa da vazão.
16 2.2.3 Drenagem de transposição de talvegues
Figura 2 - Transposição de talvegue, bueiro e ponte. Fonte: CREA-MT, 2015
Segundo DNIT, no caso da transposição de talvegues, as águas originadas
de uma bacia e que, por imperativos hidrológicos, têm que ser desviadas de maneira
a não comprometer a estrutura da estrada, levando ao seu comprometimento. Esse
objetivo é alcançado com a introdução de uma ou mais linhas de bueiros sob os
aterros ou construção de pontilhões ou pontes transpondo os cursos d'água,
obstáculos a serem vencidos pela rodovia. (DNIT, 2006)
As obras de transposição dos talvegues podem ser feitas por bueiros, pontes
ou pontilhões (figura 1).
2.2.4 Drenagem Superficial
Segundo a VALEC, o Projeto de Drenagem Superficial tem por objetivo
dimensionar os dispositivos capazes de captar e conduzir de forma mais eficiente as
águas superficiais de modo a preservar a estrutura da via, também como não
obstruir seu uso durante precipitações mais intensas. Desta forma, os trabalhos a
serem desenvolvidos devem abordar, basicamente, o dimensionamento dos
seguintes dispositivos:
Sarjetas de aterro;
Valetas de proteção para cortes e aterros;
Sarjetas de corte;
Sarjeta das banquetas de corte e aterro. (Valec, 2014)
De forma mais ampla, ainda se tem os dispositivos, sarjeta de canteiro centra,
descidas de água, saídas de água, caixas coletoras, bueiros de greide, dissipadores
de energia, escalonamento de taludes e cota-rios, e também importante acrescentar,
17 que um projeto de drenagem superficial rodoviária, tem que ser feito de modo a se
compatibilizar com os requisitos operacionais dos dispositivos e seus custos de
execução.
2.2.5 Drenagem do pavimento
A presença água ocasiona dentro do pavimento uma deterioração de sua
estrutura, por tanto faz-se necessário adotar métodos de drenagem dentro do
próprio asfalto.
Seguindo a linha de raciocínio do DNIT, as águas atravessam os
revestimentos em uma taxa de 33% a 50% nos pavimentos asfálticos e de 50% a
67% nos pavimentos de concreto, que derivam em problemas na sua sub-base e
base, caso seja desrespeitado a necessidade de dispositivos de drenagem.
Os dispositivos de drenagem do pavimento são:
Camada drenante – É uma cada formada por material granular, que é imposta
abaixo do revestimento, que tem o objetivo de drenar as águas provenientes das
infiltrações e elimina-las da pista de rolamento.
Drenos rasos longitudinais – São os drenos que recebem as águas da
camada drenante, que em casos a vazão é atingida, elas são auxiliadas pelos
drenos laterais de base e transversais, que drenam água para fora da faixa estradal.
Drenos laterais de base – Apresenta a função de drenar as águas que se
infiltram na camada de base do pavimento, de forma mais comum, nas situações
que o material dessa base apresenta permeabilidade baixa, induzindo assim as
águas para um local mais adequado.
Drenos transversais – Impostas de forma transversal a pista de rolamento,
esses drenos são, usualmente, indicadas para serem instaladas em localizações de
pontos baixos em curvas côncavas e locais em que necessita a drenagem das
bases permeáveis. (DNIT, 2006)
2.2.6 Drenagem profunda
As águas das chuvas apresentam a condição de se infiltrar no solo, e mais
ainda em solos mais propícios a tal, formando assim os lençóis subterrâneos. Sendo
assim, na hora de projetar uma estrada, é necessário estudar as influências
18 topográficas, o tipo de solo e a pluviometria da região para antecipar a localização
de possíveis lençóis, projetando assim, drenos que possam culminar na harmonia do
ciclo hídrico subterrânea com a estrutura do pavimento.
A drenagem profunda se divide em:
· Drenos profundos;
· Drenos espinhas de peixe;
· Colchão drenante;
· Drenos sub-horizontais;
· Valetões laterais;
· Drenos verticais.
Os drenos profundos têm por objetivo principal interceptar o fluxo da água
subterrânea através do rebaixamento do lençol freático, impedindo-o de atingir o
subleito. (DNIT, 2006, p. 234)
A DNIT (2006, p. 249) denomina como drenos em espinhas de peixe da
seguinte forma: “São drenos destinados à drenagem de grandes áreas,
pavimentadas ou não, normalmente usados em série, em sentido oblíquo em
relação ao eixo longitudinal da rodovia, ou área a drenar. ”
O colchão drenante tem como objetivo retirar ás águas situadas nas
profundidades mínimas do corpo da estrada, nas quais os volumes não são retirados
pelos drenos de espinha de peixe. (DNIT, 2006)
As aplicações dos drenos sub-horizontais consistem na prevenção e correção
de escorregamentos que, em caso de instabilidades, possam acarretar na elevação
do lençol freático. Em caso de escorregamento de grande escala, a adoção desses
drenos se torna uma solução viável economicamente. (DNIT, 2006)
Existem casos em que se recomendam os valetões laterais formados a partir
do bordo do acostamento, sendo este valetão constituído, de um lado, pelo
acostamento e do outro pelo próprio talude do corte, processo este designado por
falso-aterro. (DNIT, 2006, p. 258)
19
Há casos de rodovias serem sobrepostas em terrenos compostos por solos
moles, o que acarreta em iminentes instabilidades. Em casos no qual o processo de
adensamento é lento, a utilização de drenos verticais coopera com a estabilização
desse solo, consolidando a sua fundação e adensando-o de forma mais imediata.
(DNIT, 2006)
2.2.7 Drenagem de travessia urbana
A drenagem de travessia urbana aparece para suprir a carência de
escoamento das águas num cenário de coincidência da malha rodoviária com a
urbana. As construções urbanas retêm a água na superfície de forma mais ampla
que os solos naturais, sendo assim de suma importância uma atenção especial para
drenar a água de forma eficiente e segura, para que não haja riscos para a
população e a rodovia.
A divisão das drenagens de travessia urbana, de forma mais geral, se dá por:
·Sarjetas
·Bocas de lobo
·Poços de visita
·Galerias
Em trechos urbanos a drenagem deve ser tratada de forma mais específica e
detalhada, não se aplicando a sistemática adotada em trechos rurais, uma vez que
aqui não está envolvida, somente a segurança do veículo e do seu usuário, mas
também, de toda a população urbana que vive as margens da rodovia. (DNIT, 2006,
p. 267)
2.3 Problemas de Drenagem Rodoviária
As rodovias estão sempre sujeitas a uma grande área exposta a águas
provenientes de várias fontes. Sendo algumas delas citadas abaixo.
2.3.1 Fluxos De Águas Ascendentes
Proveniente das precipitações recentes ocorridas na região, os fluxos de água
ascendem diante da menor resistência do pavimento asfáltico comparando-se ao
solo, gerando danos contínuos as rodovias.
20
Necessitando de cuidados especiais quando as obras são implementadas
durantes períodos de secas, quando os fluxos são inexistentes ou reduzidos. Mesmo
assim sendo necessário se levar em conta para redução de danos futuros.
2.3.2 Poro pressão
Uma das mais prejudiciais ações do tráfego e da água ocorrida no interior da
estrutura dos pavimentos, não sendo relacionada com a capacidade de suporte do
subleito.
As pressões de bombeamento que surgem no interior do pavimento quando
solicitado pelo tráfego constituem o principal mecanismo causador de danos ás
estruturas, constituídas por camadas com materiais cimentados ou não (FWA, 1987)
Quando existem camadas da estrutura do pavimento com montante água em
excesso, criam-se ações de pressões pulsantes quando o trafego exige uma
solicitação de resistência da estrutura.
Utilizando do princípio de pascal, vê-se as tendências que as pressões da
superfície destas camadas, serão propagadas para as partículas deste ambiente
saturado.
Se o pavimento apresentar revestimento trincado, os impactos pesados sobre
o pavimento geram movimentos de águas pela interface entre o revestimento e sua
base, expelindo o material através de suas trincas, enfraquecendo a estrutura do
pavimento, gerando danos que conduzirão a falência da estrutura se não houver
reparos ou reformas.
Conforme falado as consequências da poro-pressão são:
Desarranjo da estrutura das camadas granulares;
Bombeamento de finos e consequente desagregação e erosão das
camadas granulares;
Abrasão ás camadas cimentadas.
2.3.3 Capilaridade
No solo, existem vazios que se comunicam em todas as direções, formando
uma rede de tubos capilares, se um solo com essas condições, for exposto a água
em sua parte inferior, a mesma subira pelos seus tubos capilares dependendo de
sua dimensão e a exposição de água, podendo gerar infiltrações no solo.
21
A capilaridade produz uma elevação da água acima do nível freático. Sendo
inversamente proporcional à altura atingida com o diâmetro dos tubos.
De acordo com MOULTON (1980) a água proveniente da ascensão capilar
não pode ser drenada pela ação da gravidade. Sendo uma forma de controlar a
umidade capilar, a implantação de uma camada de bloqueio ou camada drenante.
22 3 METODOLOGIA
Segundo Alencastro (2006), a metodologia da pesquisa tem como objetivo,
assegurar a concordância entre as diversas fases de uma pesquisa. Nesta etapa,
são determinadas estratégias para se conseguir atingir os objetivos elaborados,
visando sempre buscar os meios mais cabíveis para se alcançar tais objetivos.
Uma condição plena de uma rodovia pode alongar sua vida útil e a segurança
de seus usuários, proporcionando menores filas em trânsitos por ter maior
velocidade média em seu trajeto.
3.1 Objeto de estudo
O ponto em estudo é a rotatória da Policia Rodoviária Federal na qual cruzam
as rodovias BR- 104 e BR- 316 que apresentou problemas de drenagem.
A rotatória se encontra no km 97,7 da BR-104/AL ou Km 275 da BR-316/AL
sendo um dos trechos mais movimentados da cidade de Maceió.
3.2 Trechos estudados
O estudo se trata do processo de solicitação encaminhada a unidade regional
do DNIT, em Alagoas, visando a adoção de providencias corretivas visando sanar
problemas de alagamento e surgimento de buracos ao longo da rodovia BR-316/AL,
no segmento alcunhado de “Via Expressa” (km 275 ao km 285).
A nossa pesquisa será direcionada a este trecho, analisando suas falhas,
condições de drenagem e suas soluções.
23 4 RESULTADOS
O presente capitulo consiste em relatar todos os dados que foram apurados
sobre o objeto de estudo. Sendo analisadas as precariedades apresentadas, o
diagnóstico do problema, suas soluções e os dispositivos para aliviar a drenagem
deste local.
4.1 Características
A rodovia BR-316, com 285,9 km integra a malha rodoviária do estado de
alagoas, cruzando todo estado no sentido Leste-Oeste, ligando as cidades de
Maceió, Pilar, Atalaia, Palmeira dos Índios e Santana do Ipanema, e assim,
chegando à divisa com o estado de Pernambuco, que demonstra a importância
socioeconômica da rodovia.
4.2 Aspectos socioeconômicos
A rotatória é um ponto de encontro de dois dos principais acessos da cidade
de Maceió, sendo a única que serve como rota de caminhões provindos de outros
estados e do interior, servindo também como via ao porto de Jaraguá, que é um dos
maiores polos açucareiros do mundo, e o polo industrial de Maceió. Por esses
aspectos, apresenta grande importancia no aspecto comercial e industrial. A mesma
também serve como acesso para o maior campus universitário, o maior aeroporto e
um dos maiores hospitais do estado de Alagoas ao restante da cidade.
4.3 Problemas detectados
Apesar da existência de contrato de manutenção rodoviária no local, os
resultados apresentados foram pífios e provisórios no que diz respeito a drenagem,
pois havia somente a existência de um contrato tipicamente de conservação
rodoviária, que não contemplava com as grandes modificações geradas na
drenagem superficial da via, decorrentes da expansão imobiliária das áreas vizinhas
a sua diretriz, sem a devida preocupação com a drenagem de seus loteamentos.
Assim, os talvegues secos foram modificados, bueiros tamponados, saídas e
descidas de águas obstruídas ou eliminadas durante a construção de acessos, ruas
laterais implantadas acima do greide da rodovia e aumento do coeficiente de
deflúvio, em virtude da redução de áreas com vegetação. Esses fatores contribuem
para o escoamento indisciplinado das águas superficiais sobre o pavimento já
desgastado da rodovia, servindo de empecilho para a sua adequada fluidez e
facilitando o surgimento de defeitos, especialmente a profusão de buracos.
24
Figura 3 - Alagamento na rotatória
Fonte: DNIT
O trecho em destaque se localiza na zona da mata alagoana, que apresenta
chuvas frequentes e um grande potencial para chuvas torrenciais, aumentando
assim a ocorrência de alagamentos.
25
Figura 4 - Meio Fio Deteriorado
Fonte: DNIT
Figura 5 - Sarjeta Obsoleta Fonte: DNIT
26 4.4 Solução
Diante das precariedades apresentadas, consequentes de uma drenagem
deficiente, da crescente atividade econômica e comercial da região, revelou-se
necessário a implantação de mudanças no tal sistema de drenagem, para que a via
possa atender a demanda de seus usuários de forma segura e adequada.
4.4.1 Projeto de solução
O projeto de viabilização de drenagem adotado consiste na implantação de
um sistema de drenagem, no trecho urbano da rodovia BR-316/AL no segmento: Km
274,9 – Km 276,1, totalizando um total de 1,2 Km. O segmento tem início na rótula
de entroncamento da BR-316/AL com a BR-104/AL, onde está um posto da Polícia
Rodoviária Federal, se estendendo até as proximidades da lagoa de
macrodrenagem do tabuleiro.
Figura 6 - Mapa do Projeto
Fonte: DNIT
27 4.4.1.1 Dimensionamento de galerias
Como a chuva se apresenta como o agente causador de maior
preponderância. Com o objetivo de coletar essas águas pluviais da região foram
dimensionadas galerias tubulares variadas em função da vazão de contribuição,
sendo a denominação da seguinte forma:
GALERIA 1: Posicionada na rotatória da BR-316/AL com a BR-104/AL
(Entroncamento Avenida Durval de Góes Monteiro, Avenida Menino Marcelo e Rua
Edgar de Góes Monteiro) com tubulações de 60 cm de diâmetro;
GALERIA 2: Com início na rotatória da BR-316/AL com a BR-104/AL,
seguindo pelo lado direito da Avenida Menino Marcelo (BR-316/AL) até a Lagoa da
Coca Cola, com tubulação de 1,2 m de diâmetro em toda a sua extensão;
GALERIA 3: Com início no deságue de uma sarjeta de corte projetada,
nas proximidades da rua F, no lado esquerdo da Avenida Menino Marcelo (BR-
316/AL) até a Lagoa da Coca Cola, iniciando com uma tubulação de 80 cm de
diâmetro em 172 m de sua extensão e concluindo com 1 m de diâmetro em 249 m
da extensão final, assim totalizando 421 m de tubulações.
Figura 7 - Mapa das galerias Fonte: DNIT
28 4.4.1.2. Dispositivos de drenagem utilizados
Os dispositivos utilizados foram de acordo com o padrão adotado pela
prefeitura de Maceió na época, cujas características são:
Meio fio sarjeta: Foram projetados as margens da pista de rolamento,
visando delimitar o limite físico da via e ordenar o fluxo de água e de veículos, sendo
adotado o tipo MFC-03; (Figura 7)
Figura 8 - Meio fio sarjeta utilizado
Fonte: DNIT
Sarjeta de corte: Para coletar as águas provenientes da plataforma e
dos taludes de corte foram previstas sarjetas de corte tipo STC-01;
Bocas de lobo (BL): Para a coleta das águas provenientes dos meios
fios sarjeta, foram previstas bocas de lobo simples e dupla com grela de concreto,
seguindo as diretrizes de drenagem do DNIT;(Figura 8)
29
Figura 9 - Boca de lobo (planta baixa e corte)
Fonte: DNIT
Poço de visita (PVI): Estes dispositivos foram previstos para permitir a
mudança de direção das galerias, nas quais estão conectados, bem como para
receber as águas provenientes das bocas de lobo. (Figura 9)
Foi utilizado o tipo PVI 06, e os tipos PVI-11 e PVI-17 nos casos onde foram
projetados degraus com 0.50m e 1.00m, respectivamente;
Figura 10 - Poço de visita (planta baixa e cortes)
Fonte: DNIT
30
Caixa coletora: Este dispositivo é responsável pelo armazenamento de águas provindas das sarjetas e das bocas de lobo fazendo ligação para as galerias;
(Figura 10)
Figura 11 - Caixa coletora (planta e cortes)
Fonte: DNIT
Caixas de ligação e passagem: Estes dispositivos foram previstos para
permitir mudanças de diâmetros das tubulações das galerias. (Figura 11)
Figura 12 - Caixas de ligação e passagem (planta e cortes)
Fonte: DNIT
31 4.5. Orçamento
Inicialmente foi previsto um orçamento de R$ 1.186.096,01, porém houve
mudanças no projeto e imprevistos, causando um aumento de 23,40% no valor
orçado inicialmente, gerando um acréscimo de R$ 277.531,22 sendo seu orçamento
total de R$ 1.463.627,33. (Quadro 1)
Quadro 1 – Orçamento Projeto
Fonte: DNIT
32
As mudanças no projeto inicial foram levando em consideração o grande
desenvolvimento econômico na área em questão, onde ocorreram intervenções com
implementação de aterros, revestimento com paralelepípedos, instalação de grades
para limitação de estacionamentos e construção de canteiros, por parte dos
comerciantes.
Diante destes fatos, foram efetuadas alterações para melhor atender a
necessidade da rodovia. Sendo alguns deles:
Os meios-fios previstos inicialmente foram do tipo MFC1, que foram
posteriormente substituídos por meios-fios do tipo MFC3, pois tem a largura de 65
cm, algo que a rodovia não comportaria e o MFC3 tem apenas 25 cm de largura
atendendo assim as necessidades da rodovia.
Para melhor atendimento a fiscalização e obediência ao projeto
executivo, as Bocas de lobos projetadas do tipo boca de lobo simples com
dimensões 0,60 m x 0,90 m sofreram duas alterações visando melhoras em seu
funcionamento.
Nas entradas de estabelecimentos foram adotada boca de lobo dupla com
grelha de concreto com dimensões 0,40 m x 0,70 m, tendo sua contribuição de
captação garantida.
Foi também adotado tipo de meio fio vazado para adequar a boca de lobo ao
bordo da rodovia, retirando assim a grelha do possível trajeto de veículos que
trafegam pela pista de rolamento.
Devido à grande quantidade de chuvas apresentadas na região, o
projeto apresentava a construção de 55,00 m de bueiro com diâmetro de 1,20 m a
partir da caixa 2 desaguando na lagoa da Coca Cola, ao lado de uma já existente
galeria de 0,80 m de diâmetro. Apresentando uma área interna total de 1,634 m²,
que foram substituídas posteriormente por uma galeria única de 1,50 m de diâmetro,
apresentando área interna de 1,767 m², satisfazendo em 8,14% além do que foi
projetado inicialmente, garantindo um desague satisfatório das galerias
apresentadas.
33
Figura 13 - Desague das galerias Fonte: DNIT
34 5 CONCLUSÃO
A adaptação do projeto como a manutenção dos dispositivos já existentes, foi
capaz de conter os problemas existentes da drenagem no trecho em obra,
aumentando a vida útil da rodovia e minimizando os danos ao trecho.
Não sendo somente a manutenção responsável pela boa drenagem, tendo
que também os cidadãos terem consciência de não jogar dejetos ao leito da rodovia
pois isso acaba impedindo bueiros de terem seu uso normalizado e as águas de
correrem normalmente pelo canteiro que foi destinado para isso.
Levando em consideração que o Brasil é um país que está em
desenvolvimento ainda, os projetos são subdimensionados levando em
consideração ao tempo de uso e que seriam necessários para o desenvolvimento de
certas regiões, como foi o caso do ponto estudado para a conclusão deste trabalho.
No Brasil por ser um país em desenvolvimento e apresentar uma enorme
quantidade de corrupção política, a alocação das verbas é algo que passa longe do
ideal para a manutenção correta, assim dificultando também manter a qualidade
rodoviária sem seus recursos devidamente repassados, como visto no projeto que
apesar de existir uma licitação para manutenção da rodovia, ela não foi feita
devidamente, algo que poderia ter evitado os problemas aqui descritos.
Com a construção de pontos industriais e comerciais às margens da rodovia,
e os mesmos não tendo as preocupações necessárias com a drenagem,
colaboraram para a deterioração rodoviária.
Tendo a drenagem ideal para rodovias e sua devida manutenção ajudaria a
mesma aumentando sua durabilidade, melhorando as condições para os veículos
que se locomovem, menor quantidade de buracos, gerando maior segurança para
todos, facilitando também o transporte de mercadorias que é bem intenso por este
trecho, que evita gastos públicos para reformas grandes e transtorno para a
sociedade durante estas reformas que causam engarrafamentos ou transito lento
pela região em reforma.
Durante a manutenção da rodovia estudada, foram feitas mudanças
ocasionando um aumento de 23,40% no orçamento, que pode ser considerado um
valor alto, mas levando em consideração o tempo que irá levar para ocasionar novos
problemas para manutenção ou reformas, acaba gerando um melhor aproveitamento
do tempo e do investimento público utilizado.
35
REFERÊNCIAS
AASHTO. American Association of State Highway and Transportation Officials. Guide for design of pavement structures. Washington D.C. 1993
ALENCASTRO, J. P. U. Diagnóstico das práticas de coordenação e compatibilização de projetos no mercado de construção civil de Florianópolis-SC. 2006, 124p. Dissertação de Pós-Graduação em arquitetura e urbanismo. Universidade Federal de Santa Catarina. 2006.
BERTONI, J.; LOMBARDI NETO, F. Conservação do Solo. Piracicaba: Livroceres, 1990, 355 p.
BOTELHO, M. H. C. Águas de chuva: engenharia das águas pluviais nas cidades. 2.ed. São Paulo: Editora Edgard Blucher, 1998.
DNIT. Manual de acesso às rodovias federais. Rio de Janeiro, 2006. (Versão Preliminar).
FWA, T.F. Water-induced distress in flexible pavement in a wet tropical climate. Transportation Research Record 1121, p.57-65, 1987
MOULTON, L.K. Highway Subdrainage Design. Report nº FHWA – TS – 80.224 – Federal Highway Administration, p. 162, ago. 1980
LIBARDI, P. L. Dinâmica da água no solo. 1.ed. Piracicaba, 1995. 497 p.
SMEDEMA, L.K.; RYCROFT, D.W. Land Drainage. Ithaca: Cornell University Press, 1983. 377p.
VALEC. Engenharia, Construções e ferrovias. Ministério dos transportes. Drenagem superficial e proteção contra erosão. 2014
