Tema 3 módulo 3 Tipos de drenagem

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…MÓDULO 3
 Reconhecer os aspectos referentes à drenagem super�cial
TIPOS DE DRENAGEM
Drenagem super�cial
04:24
Uma drenagem super�cial consiste na coleta e remoção das águas super�ciais que atingem
ou possam atingir a obra.
A forma que esse impedimento pode ocorrer é pela construção de vários dispositivos de drenagem, por exemplo, de
canais para coleta de remoção. Tais dispositivos podem ser divididos em dois tipos:
Drenagem super�cial
Destina-se a coletar as águas
super�ciais que atingem ou que possam
atingir a obra (iremos estudar neste
módulo).

Drenagem profunda
Aquela que se destina a coletar as
águas que estão in�ltradas dentro dos
taludes e das obras de terra (iremos
estudar no próximo módulo).
Em uma drenagem super�cial feita em uma rodovia, podemos citar os seguintes dispositivos:
Valetas de proteção de corte
Valetas de proteção de aterro
Sarjetas de pé de corte
Sarjetas de crista de aterro
Descidas d'água
Saídas d'água
Sarjeta de canteiro central
Caixas coletoras
Bueiros de greide
Dissipadores de energia
Escalonamento de taludes
Corta-rios
Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
 Ilustração dos tipos de drenagem. Setas �nas e pretas representam as águas super�ciais; setas brancas e espessas, as águas subterrâneas.
 Ilustração simpli�cada dos dispositivos de drenagem super�cial.
Vamos conhecer, a seguir, um pouco sobre os dispositivos de drenagem super�cial mais utilizados.
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM SUPERFICIAL
Neste módulo, vamos apresentar um pouco de cada dispositivo de drenagem super�cial, mas centralizamos nosso
estudo sobre as sarjetas de corte e de aterro. Vamos conhecer também os principais cálculos necessários de
capacidade hidráulica.
Objeto com interação.
VALETA DE PROTEÇÃO DE CORTE 
As valetas de proteção de corte têm por principal objetivo impedir que as águas que escorrem
pelo talude natural atinjam o talude de corte. Essas valetas são necessárias onde o escoamento
super�cial oriundo de terrenos adjacentes possa atingir o talude de corte, o que pode
comprometer a estabilidade estrutural do corpo estradal. Na imagem a seguir, você vai conhecer
dois exemplos de valetas de proteção de corte.
 Exemplos de valetas de proteção de corte: superior, com leito e aterro compactado coberto por gramíneas; inferior, com leito da sarjeta em concreto e
aterro compactado coberto por gramíneas.
VALETAS DE PROTEÇÃO DE ATERRO 
SARJETAS DE PÉ DE CORTE 
SARJETA DE CRISTA DE ATERRO 
DESCIDAS D´ÁGUA 
SAÍDAS D´ÁGUA 
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO DE SARJETAS
O dimensionamento hidráulico da sarjeta consiste na determinação de uma seção transversal com capacidade
hidráulica su�ciente para atender à descarga de projeto. Pela comparação entre a descarga a�uente e a capacidade
de vazão da sarjeta, determina-se o seu comprimento crítico, isto é, a distância máxima da sarjeta para que não haja
transbordamento.
Para descobrir a descarga de projeto, calcula-se a contribuição por metro linear da rodovia pela aplicação da chamada
fórmula racional, que é apresentada a seguir:
Em que:
 = descarga por metro linear da rodovia (m³ /s/m)
 = coe�ciente médio de escoamento super�cial (adimensional)
 = intensidade de precipitação (cm/h)
 = área de contribuição por metro linear da sarjeta (m² /m)
Q =
CiA
36. 10
4
Q
C
i
A
Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
A área de contribuição geralmente é formada por superfícies de diferentes coe�cientes de escoamento; desse modo,
deve-se adotar a média ponderada de seus valores, usando-se como peso as respectivas larguras dos implúvios.
Em que:
 = faixa da plataforma da rodovia que contribui para a sarjeta. Será a largura da semiplataforma nos
trechos em tangente e toda a plataforma contribuinte para a sarjeta na borda interna das curvas.
 = largura da projeção horizontal equivalente do talude de corte.
C =
L
1
XC
1
+L
2
XC
2
L
T
L
1
L
2
 Cálculo de área de contribuição de uma sarjeta de corte.
 = coe�ciente de escoamento super�cial da plataforma da rodovia.
 = coe�ciente de escoamento super�cial do talude de corte.
C
1
C
2
Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
A capacidade hidráulica máxima da sarjeta é dada por uma fórmula derivada da fórmula de Manning. Veja:
Em que:
 = raio hidráulico (m)
 = declividade da sarjeta (m/m)
 = coe�ciente de rugosidade (adimensional)
 = vazão máxima admissível (m³/s)
 = área molhada da sarjeta (m²)
Q =
1
n
× A × R
2
/
3
× I
1
/
2
R
I
n
Q
A
Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Em sarjetas triangulares, temos:
Em que:
Área molhada ( ) é toda área da seção transversal da estrutura de drenagem perpendicular ao �uxo de
água, ou é toda área da seção transversal da estrutura de drenagem molhada pela água.
Perímetro molhado ( ) é o comprimento da linha de contorno transversal da estrutura de drenagem,
que é molhada pela água.
Raio hidráulico ( ) é a relação entre a área molhada e o perímetro molhado de uma estrutura de
drenagem.
Lâmina d´água ( ) é a altura que a água chega dentro de um dispositivo hidráulico.
A = by/2
P = y +
√
b
2
+ y
2
R =
by
2(y+L)
A
P
R
y
Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
TEORIA NA PRÁTICA
Calcule o perímetro molhado, a área molhada e o raio hidráulico de um dispositivo de drenagem de seção
transversal retangular.
Objeto com interação.
Vamos aprender a calcular os parâmetros que serão importantes para dimensionar um dispositivo de
drenagem. A �gura retangular é bem fácil, então você será capaz de desenvolvê-la bem!
Área molhada é toda área da seção transversal da estrutura de drenagem molhada. Nesse caso,
temos:
Perímetro molhado é o comprimento da linha de contorno transversal da estrutura de drenagem, que é
Cálculo dos parâmetros de um dispositivo de drenagem
04:09
A = by
molhada pela água. Olhando a �gura, temos:
O raio hidráulico é o quociente entre a área molhada e o perímetro molhado. Assim, temos:
P = b + 2y
R =
by
b+2y
Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
MÃO NA MASSA
1. Determine a vazão admissível na extremidade a jusante de uma sarjeta situada em
uma área com as seguintes características: A = 2ha; C = 0,40; i = 72,50mm/h.
Comentário
161,2l/sA)
171,2l/sB)
181,2l/sC)
191,2l/sD)
206,2l/sE)
A alternativa correta é "A".
A saída é utilizar a equação da vazão para encontrar a resposta:
Q =
CiA
36. 10
4
Q =
0,40×7,25×2×10
4
36.10
4
Q = 0, 1612m
3
/s = 161, 2l/s
Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
2. Determine a vazão admissível na extremidade de jusante de uma sarjeta situada em
uma área com as seguintes características: A = 0,6ha; C = 0,60; i = 100mm/h.
Comentário
A alternativa "D" está correta.
A saída é utilizar a equação da vazão para encontrar a resposta:
Q =
CiA
36.10
4
25l/sA)
50l/sB)
75l/sC)
100l/sD)
200l/sE)
Q =
0,60×10×0,6×10
4
36.10
4
Q = 0, 1m
3
/s = 100l/s
Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
3. Uma valeta retangular possui largura de 1,00m e lâmina d’água máxima de 0,80m.
Determine seu raio hidráulico:
Comentário
A alternativa "C" está correta.
Vamos veri�car a fórmula direta do raio hidráulico já demonstrada na atividade mão na
massa anterior.
R =
by
b+2y
=
1,0x0,8
1,00+1,60
= 0,31m
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4. Uma sarjeta triangular de concreto possui altura inundada com água igual a 0,25m e
largura inundada com água igual a 1,3m. Determine seu raio hidráulico:
0,21mA)
0,26mB)
0,31mC)
0,36mD)
0,41mE)
Comentário
A alternativa correta é "A".
Em sarjetas triangulares, temos:
0,10mA)
0,12mB)
0,15mC)
0,18mD)
0,20mE)
A = by/2 = (1, 3 ⋅ 0, 25)/2 = 0, 162m
P = y +
√
b
2
+ y2
 
P = 0,25 +
√
1,3
2
+ 0,25
2
P = 1, 57 m
R =
by
2(y+L)
=
0,162
1,57
= 0,103 m
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5. Determine a vazão admissível na extremidade a jusante de uma sarjeta situada em
uma área com as seguintes características: A = 1,5 ha; i = 112,50mm/h.
Dados:
Largura da plataforma = 7,2m
Largura do talude de corte = 5m
Coe�ciente C da plataforma = 0,9
Coe�ciente C do talude de corte = 0,4
Comentário
A alternativa correta é "D".
313,1l/sA)
318,1l/sB)
323,1l/sC)
328,1l/sD)
333,1l/sE)
O primeiro passo é encontrar o coe�ciente de escoamento resultante:
Agora vamos utilizar a equação da vazão para encontrar a resposta:
C =
L
1
XC
1
+L
2
XC
2
L
T
C =
7,2×0,9+5×0,4
7,2+5,0
= 0, 695 ≈ 0, 7
Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Q =
CiA
36.10
4
Q =
0,70×11,25×1,5×10
4
36.10
4
Q = 0, 3281m
3
/s = 328, 1l/s
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6. Determine a capacidade da sarjeta (n = 0,018), como a da �gura, sabendo que essa
sarjeta se encontra em um greide de 1%.
Dados: b = 1,3m; y = 0,25m; L = 1,4m
Comentário
A alternativa "C" está correta.
100 l/sA)
150 l/sB)
200 l/sC)
250 l/sD)
300 l/sE)
Cálculo da capacidade de uma sarjeta
06:04
 VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. Assinale o dispositivo que não se presta a auxiliar a drenagem super�cial de rodovias:
SarjetaA)
ValetaB)
EnleivamentoC)
Lençol freáticoD)
Descida d’águaE)
Comentário
Parabéns! A alternativa "D" está correta.
Dentre os elementos que vimos neste módulo, o lençol freático é o único que não é um
dispositivo adequado de drenagem super�cial.
2. Entradas d'água são:
Comentário
Parabéns! A alternativa "E" está correta.
Dissipadores de energia que servem para quebrar e diminuir a velocidade da água.A)
Dispositivos que servem para captar a água ascendente oriunda de lençóis freáticos.B)
Dispositivos para captação das águas que se precipitam sobre a plataforma, os taludes de
corte e as banquetas dispositivos destinados a conduzir as águas coletadas pelas sarjetas
de aterro para as descidas d’água.
C)
Canais ou tubos fechados construídos nos taludes de corte ou aterro, em degraus ou não,
com a �nalidade de captar toda a água das sarjetas de das valetas e afastá-las das
adjacências do talude ou da estrada.
D)
Dispositivos destinados a conduzir as águas coletadas pelas sarjetas de aterro para as
descidas d’água.
E)