Aula_13_-_Drenagem_de_rodovias

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ESTRADAS
Aula 13: Drenagem de rodovias
Curitiba, 01 de junho de 2021.
Prof.ª MSc. Larissa Vieira
Drenagem em rodovias
• Uma estrada é construída para permitir o tráfego em praticamente qualquer
condição climática;
• Brasil → altos índices pluviométricos;
• A construção das estradas interfere no processo de escoamento natural da água
existente no terreno;
Os sistemas de drenagem devem ser construídos para 
encaminhar as águas de chuva para fora da 
plataforma da estrada e dar a elas uma destinação 
adequada.
Drenagem em rodovias
• As águas podem causar inúmeros problemas nas estradas, dentre os quais:
– Erosões;
– Alagamentos que impedem o tráfego de veículos;
– Redução da coesão dos solos e instabilidade dos taludes;
– Redução da capacidade de suporte do maciço terroso;
– Rupturas no pavimento.
Um bom sistema de drenagem deve ser adequadamente 
dimensionado e bem localizado.
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem superficial:
– Capta e conduz as vazões de águas precipitadas ou correntes ao longo da faixa de
domínio da estrada;
– Localizada de modo a impedir ou minimizar o fluxo de água nos taludes e na plataforma;
– Permite o escoamento superficial.
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem de transposição de talvegues:
– Necessidade de transposição do corpo estradal;
– É realizada por bueiros, galerias, pontilhões e pontes.
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem subterrânea ou de pavimento:
– Capta e conduz as vazões de águas subterrâneas que possam afluir nas camadas do
pavimento, saturando o subleito da estrada;
– Esta saturação pode gerar deformações que viriam a causar a ruptura do pavimento;
– Deve ser garantida uma profundidade seca de 1,50 m abaixo da plataforma.
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem de travessias urbanas:
– Em trechos urbanos, a drenagem deve ser tratada de forma mais específica, não se
aplicando a sistemática adotada em trechos rurais;
– Considera a presença de pedestres e ciclistas (passeios, cliclofaixas e/ou ciclovias).
Projeto de drenagem:
• Etapas de um projeto de drenagem:
1) Análise da localização da obra, características do terreno, cursos d’água existentes e
informações sobre o subsolo;
2) Levantamento de áreas próximas e previsão de alterações ao longo da construção e operação
da estrada;
3) Estudo de locais a serem drenados, projeto geométrico de terraplenagem e pavimentação;
4) Estudos hidrológicos para determinação das precipitações e do regime de chuvas ao longo do
traçado;
Projeto de drenagem:
• Etapas de um projeto de drenagem:
5) Estudo das necessidades e potencialidades dos dispositivos de drenagem, levando-se em conta
a possibilidade de se aproveitar a drenagem natural;
6) Seleção dos dispositivos mais adequados;
7) Elaboração do projeto básico dos mesmos (tipo, localização, dimensões e especificações
construtivas);
8) Elaboração do projeto executivo com detalhes complementares.
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem superficial:
– Valetas de proteção de corte: construídas de modo a evitar que águas fora da faixa de
estrada desçam pelos taludes de corte
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem superficial:
– Valetas de proteção de aterro: recolhem a água que desce pelo talude de aterro,
evitando saturação do subleito e recalque.
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem superficial:
– Valetas de canteiro central: recolhem a água precipitada na área entre as pistas
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem superficial:
– Descidas d’água:
• Acompanham a inclinação do talude de corte ou aterro e conduzem as vazões pelas
sarjetas e valetas;
• Podem ser construídas em escada ou rampa (rápidos).
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem superficial:
– Caixas coletoras:
• Têm por finalidade coletar as águas oriundas das sarjetas de corte, das descidas
d'água dos cortes e talvegues, conduzindo-as para fora do corpo estradal através dos
bueiros.
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem superficial:
– Dissipadores de energia:
• Dispositivos destinados a dissipar energia do fluxo d‘água, reduzindo
consequentemente sua velocidade.
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem superficial:
– Valetas: são dispositivos de seção aberta em formato retangular ou trapezoidal,
revestidas ou não;
– Sarjetas: são canais situados na lateral da pista após os acostamentos. Podem apresentar
em corte seção triangular, trapezoidal, semi-circular e retangular.
Sistemas de drenagem:
• Dimensionamento de valetas e sarjetas:
– Para o dimensionamento hidráulico das valetas, calcula-se a descarga de contribuição,
através dométodo racional;
– A expressão da fórmula racional é:
Onde:
Q = vazão de contribuição em m³/s;
c = coeficiente de escoamento/coeficiente de deflúvio, adimensional, fixado de acordo com
complexo solo-cobertura vegetal e declividade do terreno, dependendo do tipo de tabela a ser
utilizada;
i = intensidade de precipitação, em mm/h para a chuva de projeto, fixada no estudo hidrológico;
A = área de contribuição (limitada pela própria valeta e pela linha do divisor de águas da vertente
a montante) em m².
Sistemas de drenagem:
• Dimensionamento de valetas e sarjetas:
– Para se realizar o dimensionamento hidráulico de valetas e sarjetas, considera-se o cálculo
em canais (escoamento livre) de tipo de revestimento, seção transversal e declividades
constantes;
– Dessa forma, pode-se utilizar a fórmula de Manning para o cálculo das valetas e sarjetas:
Onde Q é a vazão a ser escoada em m³/s;
n é o coeficiente de rugosidade da superfície da valeta (tabelado);
Rh é o raio hidráulico (Área molhada/Perímetro molhado);
I é a declividade longitudinal do conduto (adimensional).
A capacidade de escoamento é determinada pela velocidade do fluxo hidráulico, permitindo-se
evitar a erosão das paredes.
Sistemas de drenagem
Sistemas de drenagem
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem de transposição de talvegues:
– Bueiro de grota: garante a transposição das águas de forma segura, de um lado para outro
da rodovia;
– Bueiro de greide: quando servem de ligação entre caixas coletoras e poços de visita
– Podem ser tubulares de concreto, tubulares metálicos, tubulares em PEAD ou celulares
de concreto (galerias).
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem de transposição de talvegues:
– Os bueiros tubulares são dimensionados considerando o tempo de recorrência de 25
anos funcionando como orifício, admitindo-se uma carga hidráulica a montante;
– Os bueiros celulares são dimensionados considerando o tempo de recorrência de 25 anos
funcionando como canal e verificando sua vazão considerando o tempo de recorrência de
50 anos, neste caso funcionando como orifício.
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem de transposição de talvegues:
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem de transposição de talvegues:
– O dimensionamento hidráulico se faz através dos nomogramas com controle de entrada
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem subterrânea ou de pavimento:
– Dreno profundo longitudinal: é utilizado para interceptar e/ou rebaixar o lençol
freático, tendo como objetivo principal proteger a estrutura do pavimento;
– O volume d'água interceptado deverá ser conduzido para um local adequado;
– Devem ser instalados nos trechos em corte, nos terrenos planos que apresentem lençol
freático próximo do subleito, bem como nas áreas eventualmente saturadas próximas ao
pé dos taludes.
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem subterrânea ou de pavimento:
– Dreno espinha de peixe: são drenos destinados à drenagem de grandes áreas,
pavimentadas ou não;
– São usados em série, em sentido oblíquo em relação ao eixo longitudinal da rodovia, ou
área a drenar;
– Geralmente são de pequena profundidade e, por este motivo, sem tubos, embora possam
eventualmente ser usados com tubos.
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem subterrânea ou de pavimento:
– Dreno sub-horizontal profundo (DHP): drenos instaladosnos taludes de cortes ou
aterros que visam proporcionar o escoamento das águas retidas nos maciços de forma a
aliviar o empuxo, capaz de comprometer a estabilidade dos taludes;
– São executados perfurando-se quase horizontalmente (com um ângulo aproximado de 5º
de elevação com a horizontal) o talude;
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem subterrânea ou de pavimento:
– Colchão drenante: tem como objetivo drenar as águas existentes situadas à pequena
profundidade do corpo estradal, quando forem de volume tal que não possam ser
drenadas pelos drenos “espinha de peixe”;
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem subterrânea ou de pavimento:
– Dreno subsuperficial de pavimento: são dispositivos que tem como função receber as
águas drenadas pela camada do pavimento de maior permeabilidade, conduzindo-as até o
local de deságue. Podem ser:
– Drenos laterais de base: são drenos longitudinais, devendo ser posicionados no bordo do
pavimento para dentro da sarjeta, abaixo da face superior da camada de maior
permeabilidade;
– Drenos transversais: são drenos que tem como função interceptar, captar e conduzir as
águas que, atravessam as camadas do pavimento e escoam no sentido longitudinal.
Tipos de sistemas de drenagem:
• Drenagem de travessias urbanas:
– O sistema de drenagem de travessias urbanas é composto pelos seguintes dispositivos:
• Meio-fio com sarjeta;
• Bocas de lobo;
• Poços de visita.
Materiais complementares:
http://www1.dnit.gov.br/arquivos_internet/ipr/ipr
_new/manuais/manual_drenagem_rodovias.pdf
http://www1.dnit.gov.br/arquivos_internet/ipr/ipr_new/manuais/manual_drenagem_rodovias.pdf