3 _Dren Superficial (Nov 2021) (1)

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DRENAGEM SUPERFICIAL
Ago./ 2021
MÓDULO IV
DRENAGEM SUPERFICIAL
Consiste na coleta e remoção das águas superficiais que 
atingem ou possam atingir a obra.
Água superficial é aquela que escoa na superfície do terreno, 
proveniente das chuvas.
A drenagem subterrânea realiza a interceptação e a remoção 
das águas subterrâneas, ou seja, aquelas águas “invisíveis” que 
se encontram sob a superfície do solo.
Sistema de Escoamento de Águas Pluviais
Em qualquer tipo de estrutura viária, com maior ênfase 
em estradas cujos leitos acompanham taludes, a água 
superficial pode surgir descendo os mesmos e, somar-
se ao escoamento sobre a pista de rolamento.
A drenagem superficial deverá evitar que essa água 
atinja a estrada, motivo pelo qual constroem-se canais 
para sua coleta e remoção, ou então, tomam-se medidas 
que evitem sua infiltração ou acumulação através de 
declividades adequadas.
DRENAGEM SUPERFICIAL
Localização dos dispositivos
VALETA
DE PROTEÇÃO
TALUDE 
DE CORTE
SARJETA 
PÉ-DE-CORTE
REVESTIMENTO
VEGETAL
SARJETA
PÉ-DE-CORTE
SARJETA 
CRISTA DE ATERRO
TALUDE 
DEATERRO
VALETA 
PROTEÇÃO DEATERRO
DRENO 
TRANSVERSAL DE BASE
VALETA DE PROTEÇÃO DE CORTE
Elementos de drenagem:
Elementos de
drenagem
Existem dois tipos de Valeta de Proteção de
Corte/Aterro:
VALETA DE PROTEÇÃO DE CORTE/ATERRO – pode ser
em Solo (sem revestimento) quando a valeta é
implantada em solo coesivo, ou seja, solo argiloso ou
com predominância argilosa.
VALETA DE PROTEÇÃO DE CORTE/ATERRO - revestida
em Concreto quando a valeta é implantada em solos
não coesivos, que são os solos siltosos, arenosos ou
com predominância arenosa ou siltosa.
São canais que têm por objetivo interceptar as águas 
que escorrem pelo terreno natural a montante, 
impedindo-as de atingir o talude de corte.
As valetas podem ser retangulares, triangulares ou 
trapezoidais (mais indicada por apresentar maior 
eficiência hidráulica).
1. VALETA DE PROTEÇÃO DE CORTE
Deverão ser locadas paralelas às cristas dos cortes 
(linhas de off-set), a uma distância de mais de 3 metros.
Os revestimentos das valetas dependerá da velocidade 
do escoamento (erosão) e do tipo do solo (infiltração).
A saída da valeta deverá ser executada em terreno 
natural, o mais afastado possível da saia do aterro.
Detalhamento
1. VALETA DE PROTEÇÃO DE CORTE
Em terreno permeável as valetas devem sempre ser 
revestidas para evitar infiltração.
Nas valetas triangulares há uma tendência maior à 
erosão e infiltração, necessitando de atenção especial 
para ao revestimento.
Em caso de revestimento de concreto, este deverá ter 
espessura de 8 cm e resistência de 15 MPa para 28 dias.
Para o revestimento em pedra deverá ser rejuntado com 
argamassa de cimento-areia no traço 1:4.
1. VALETA DE PROTEÇÃO DE CORTE
1. VALETA DE PROTEÇÃO DE CORTE 
Dimensionamento hidráulico das valetas: Fórmula
Racional, Fórmula de Manning, Equação da Continuidade
Metodologia:
1. Calcular a descarga afluente “Q” (vazão);
2. Escolher um tipo de seção: retangular, trapezoidal ou triangular;
3. Levantar a declividade da valeta;
4.Levantar a velocidade máxima admissível em função do tipo de 
revestimento e do coeficiente de rugosidade (tabelado);
5. Por tentativas dá-se valores para a altura do tirante “h”:
5a. Calcular o tirante crítico. Estando na faixa de 10% do mesmo, aumentar 
seu valor.
5b. Calcular o perímetro molhado, o raio hidráulico e a área molhada. Pela 
Fórmula de Manning e a Equação da Continuidade, determinar a velocidade e 
a descarga admissível para a seção escolhida;
6. Comparando-se a descarga afluente com a vazão admissível para a seção,
verificar a necessidade de aumentar a altura h;
7.Comparando-se a velocidade de escoamento e a velocidade admissível na 
valeta, verificar a necessidade de alterar o revestimento.
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
Para o dimensionamento hidráulico das valetas, calcula-se
a descarga de contribuição, através do Método Racional.
Onde:
Após o dimensionamento da vazão de
contribuição, procede-se o dimensionamento
hidráulico através da fórmula de Manning associada à
equação da continuidade.
Onde:
ÁREA PARA DIMENSIONAMENTO
A área de drenagem é limitada pela própria
valeta e pela linha do divisor de águas da vertente a
montante
Q (m3/s) f (cm)
até 0,25 10
0,25 - 0,56 13
0,56 - 0,84 14
0,84 - 1,40 15
1,40 - 2,80 18
acima de 2,80 20
1. VALETA DE PROTEÇÃO DE CORTE
f = 0,2 h
f = (46.h)0,5
€ Valetas em terra com capacidade até 0,3 m3/s:
€ Valetas em terra com capacidade de 0,3 a 10,0 m3/s:
Onde: f = folga (bordo livre) em cm
h = profundidade da valeta em cm
Folga “ f ” em valetas revestidas
Determina-se a bordo livre da valeta de proteção de corte e de aterro 
(distância vertical do topo da valeta à superfície da água) de acordo com as 
seguintes indicações:
Folga “ f ” em valetas não revestidas
Construção
O revestimento de concreto nas valetas de 
proteção de corte deverá ser decidido durante a 
obra da seguinte forma:
O revestimento deverá ser feito nos locais onde 
não houver dúvida da necessidade de revestir.
Caso haja dúvida e houver disponibilidade no 
cronograma de obras, de forma que o trecho 
passe um período de chuvas em obras, a 
decisão de revestir deverá ser adiada para o 
período após as chuvas, pois ficará claro através 
do início de erosão no fundo da vala.
São pequenas barragens executadas nas valetas, com a 
finalidade de diminuir a velocidade da água quando o 
terreno for muito inclinado.
Os diques podem ser construídos de alvenaria 
argamassada, concreto ou chapa metálica, sendo que 
deverão ser bem ancorados nas paredes laterais das 
valetas.
Somente será admitido seu emprego em canais 
construídos afastados da estrada.
DIQUES DE AMORTECIMENTO
Diques de
Amortecimento
Detalhe Construtivo
DIQUES DE AMORTECIMENTO
São canais que têm por objetivo interceptar as águas 
que escoam pelo terreno natural a montante, impedindo-
as de atingir o pé do talude de aterro.
As valetas de proteção de aterro deverão ser colocadas 
paralelas ao pé do talude a uma distância de mais de 2 m.
As seções adotadas podem ser trapezoidais ou retangulares.
O dimensionamento segue o mesmo roteiro para o caso 
das valetas de proteção de corte.
2. VALETA DE PROTEÇÃO DE ATERRO
Destinam-se a coletar e conduzir as águas que escoam 
pelo talude de aterro para um ponto afastado desse, 
evitando erosões na base do aterro.
Detalhamento
2. VALETA DE PROTEÇÃO DE ATERRO
No dimensionamento hidráulico, a vazão da equação de
continuidade que mede a capacidade hidráulica da valeta de
proteção deverá ser maior que a vazão calculada para a vazão
de contribuição pela fórmula de Manning.
O dimensionamento hidráulico das valetas de proteção
de aterros é idêntico ao efetuado com valetas de proteção de
corte.
Além da contribuição da bacia específica, considerar
também as águas provenientes de outras valetas, de sarjetas de
corte, quando se destinarem a dispositivos de transposição de
talvegue.
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
São canais construídos no pé do talude de corte 
para remover a água que cai na plataforma 
estradal, nas banquetas e nos taludes de corte e 
conduzi-la longitudinalmente à rodovia até a 
transição entre corte e aterro, de forma a 
permitir a saída lateral para o terreno natural ou 
para a caixa coletora de um bueiro de greide.
A sarjeta triangular é um tipo bem aceito, pois apresenta 
razoável capacidade de vazão e redução nos riscos de 
acidentes. Do lado do acostamento sua declividade deve 
ser de 1:4 (V:H) e do lado do talude a declividade deste.
Podem ter seção triangular, trapezoidal, retangular ou 
semi-circular.
Se for adotada uma sarjeta trapezoidal, deverá ser 
dotada de uma barreira tipo meio-fio no lado do 
acostamento para proteger os veículos que tendam a 
cair na mesma.
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
SarjetaTriangular - a sarjeta deve ter 
do lado de montante a declividade de 25%.
Escavação da valeta
Colocação dos gabaritos
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
Sarjeta concluída
Sarjeta em funcionamento
Importante: Aterro apiloado para evitar erosões
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
Sarjetas de Corte e Aterro
Sarjeta de Corte
•Sarjeta Trapezoidal - é adotada quando a sarjeta
triangular de máximas dimensões permitidas for
insuficiente para atender às condições impostas pela
descarga de projeto e ao comprimento crítico.
Dimensionamento hidráulico
O dimensionamento hidráulico de uma sarjeta de corte consiste 
na determinação de uma seção transversal com capacidade 
hidráulica suficiente para atender à descarga de projeto.
Pela comparação entre a descarga afluente 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.
A bacia de contribuição para a sarjeta é um retângulo
equivalente onde um dos lados é o comprimento a determinar e
o outro, a largura do implúvio, composto da seção da
plataforma contribuinte e da projeção horizontal equivalente do
talude de corte.
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
Área de Influência (contribuição) para Sarjeta de Corte
L1 = Faixa da Plataforma rodoviária que contribui para a sarjeta
L2 = Largura da projeção horizontal equivalente do talude de corte
C1 = Coeficiente de escoamento superficial da plataforma
C2 = Coeficiente de escoamento superficial do talude
d = Comprimento a determinar.
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
Bacia de contribuição
de sarjeta de corte
Comprimento Crítico de Sarjeta
Recomendação:
1. Sarjeta de Corte – máximo de 250,0 m
2. Sarjeta de Aterro – máximo de 150,0 m
Gabaritos
3. SARJETA DE PÉ-
DE-CORTE
Posição correta
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
POSICIONAMENTO ERRADO DO CORTE
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
Sarjeta Trapezoidal
Ela é adotada quando a sarjeta triangular de máxima 
dimensão permitida for insuficiente para atender às 
condições impostas pela descarga de projeto e ao 
comprimento crítico.
Existem dois tipos de sarjetas trapezoidal: com barreira 
(meio fio) e com capa
Sarjeta Trapezoidal com barreira
SARJETAS MODELO DNIT
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
3. SARJETA DE PÉ-DE-CORTE
A sarjeta de aterro tem como objetivo captar as águas 
precipitadas sobre a plataforma para impedir erosões na 
borda do acostamento e/ou no talude do aterro, levando-as 
a local de deságüe seguro.
Deve-se construir sarjetas de aterro nas regiões em que 
somente o enleivamento não tem condições de evitar a 
erosão.
As banquetas poderão ser de concreto simples, 
concreto asfáltico, pedra arrumada ou terra gramada. 
As depressões rasas devem ser sempre de concreto 
simples.
As sarjetas de crista de aterro podem ser em banqueta 
ou depressão rasa.
4. SARJETA DE CRISTA DE ATERRO
FALTA DE SARJETA DE CRISTA DE ATERRO
COMPRIMENTO CRÍTICO DA SARJETA: É a distância máxima
acima da qual sua vazão admissível é inferior à descarga de
projeto, exigindo, portanto, uma descida.
d´água.
K é o coeficiente de rugosidade de Strickler, tomado
igual ao inverso do coeficiente de rugosidade de
Manning.
MANUAL DE DRENAGEM – DNIT pg. 127
Um tipo de sarjeta de aterro muito usado atualmente nas rodovias 
federais, intersecções e trechos urbanos é o meio-fio-sarjeta 
conjugados.
Corte com Detalhes da Sarjetas de Aterro
4. SARJETA DE ATERRO
MEIO-FIO
Extrusora
Importante: Mesmo cuidado
com o aterro apiloado na área
adjacente ao meio-fio
4. SARJETA DE ATERRO
Concretagem alternada
Juntas de retração (“Junta Fria”)
4. SARJETA DE CRISTA DE ATERRO
JUNTA SECA
É uma junta (de retração) que surge quando se
concreta um piso em etapas pelo sistema xadrez; não
sendo colocado nenhum material entre as interfaces
dos quadros.
Drenagem em locais com 
barreira de Concreto
Considerando sua localização as saídas 
d’água devem ser projetadas obedecendo 
os seguintes critérios:
SAÍDA D’ÁGUA OU ENTRADA D’ÁGUA
São dispositivos destinados a conduzir as águas 
coletadas pelas sarjetas de aterro para as descidas 
d’água. São dispositivos de transição entre as sarjetas 
de aterro e as descidas d’água.
Localizam-se na borda da plataforma, junto aos 
acostamentos ou em alargamentos próprios para sua 
execução, quando é atingido o ponto crítico da sarjeta, 
nos pontos baixos das curvas verticais côncovas, junto às 
pontes, pontilhões e viadutos e, por vezes, nos pontos de 
passagem de corte para aterro.
SAÍDA D’ÁGUA OU ENTRADA D’ÁGUA
- Greide em rampa:
o fluxo d’água se dá 
num único sentido
- Curva vertical
côncava:
o fluxo d’água se dá 
em dois sentidos
São canais ou tubos fechados construídos, 
normalmente nos taludes de aterro, geralmente em 
degraus, com a finalidade de captar toda a água das 
sarjetas e afastá-las do corpo da estrada.
As descidas d’água podem ser do tipo rápido ou em 
degraus em função da velocidade limite de escoamento, 
para que não provoque erosão, das características 
geotécnicas do talude, do terreno natural, da 
necessidade de quebra de energia do fluxo d’água e dos 
dispositivos de amortecimento na saída.
DESCIDAS D’ÁGUA (rápidos ou em degraus)
DESCIDAS D’ÁGUA DE ATERRO
Caso o solo seja coesivo ou o aterro consolidado as 
sarjetas não necessitarão ser construídas em concreto 
armado.
Em aterros novos ou antigos com solos não coesivos 
haverá a necessidade de se construir a descida em 
concreto armado.
Corte Longitudinal da
Descida D’água em Degrau com Bacia de Amortecimento.
DESCIDAS D’ÁGUA DE ATERRO
DESCIDAS D’ÁGUA DE CORTE
São destinados a conduzir as águas das valetas de proteção
de corte para as caixas coletoras de bueiros de greide, de 
onde são conduzidas para fora do corpo estradasl
Planta de 
descida d’água
em degrau com 
bacia de 
amortecimento
DESCIDAS 
D’ÁGUA DE
CORTE
SAÍDA DA SARJETA NA TRANSIÇÃO CORTE-ATERRO
São pequenas plataformas executadas no final do rápido 
(pé) a fim de dissipar a energia das águas provenientes do 
mesmo, evitando a conseqüente erosão do terreno.
São construídas em concreto liso ou com dentes e cunhas.
BACIA DE AMORTECIMENTO
Dimensionamento Hidráulico
Será função da velocidade de escoamento d’água a 
montante e da altura do fluxo afluente.
Separa os escoamentos supercrítico do subcrítico
Número de Froude =
hc = 2/3 (Ec) ⇒ 3/2 (hc) = hc + v2/2g ⇒ 1 = vc / ghc
v / gh
BACIA DE AMORTECIMENTO
450
hc
h
V2 / 2g
Ec min
Regime Rápido ou torrencial
Regime tranquilo ou fluvial
H > hc
H < hc
i < ic
i > ic
P
ro
fu
n
d
id
a
d
e
Energia Específica
Detalhe Construtivo de 
Bacia de Amortecimento
BACIA DE AMORTECIMENTO
Metodologia para o dimensionamento
4. Entrando-se no gráfico com o valor do nº de Froude determina-se o 
valor de L/y2 (L = comprimento do ressalto hidráulico logo, da bacia deamortecimento);
BACIA DE AMORTECIMENTO
BACIA DE AMORTECIMENTO
CAIXA COLETORA
Coleta água de sarjetas de corte, das descidas 
d’água dos cortes e talvegues conduzindo-as para 
fora do corpo estradal por meio de bueiros de 
greide, ou de grota
CAIXA 
COLETORA 
CX1 - DER
SP
CAIXA 
COLETORA 
DE SARJETA 
– CCS, COM 
TAMPA DE 
CONCRETO –
TCC-01
CAIXA 
COLETORA 
DE SARJETA 
– CCS, COM 
TAMPA DE 
FERRO–
TCC-02
SARJETA DE PÉ-DE-CORTE 
EM BANQUETA
SARJETA DE 
CANTEIRO CENTRAL
SARJETA DE CANTEIRO CENTRAL
SARJETA DE CANTEIRO CENTRAL
SARJETA DE CANTEIRO CENTRAL
SARJETA DE CANTEIRO CENTRAL
SARJETA DE CANTEIRO CENTRAL
A proteção vegetal é a medida mais eficiente no combate 
à erosão.
O plantio de mudas consiste na abertura de sulcos de 8x8 
cm espaçados a cada 10 cm.
O revestimento vegetal poderá ser feito pelo plantio de 
mudas e leivas.
O enleivamento consiste no transplante de torrões de 
terra gramados (leiva).
REVESTIMENTO VEGETAL
As valas (ribeirões, riachos, grotas, valetas de proteção, vala 
lateral, corta-rios) também fazem parte do sistema de drenagem 
devendo, portanto, passar por conserva como as valas artificiais.
A conservação das valas naturais exige entendimentos com os 
proprietários dos terrenos marginais à estrada, portanto, for a 
da faixa de domínio, pois os serviços são necessários a jusante e a 
montante.
A conservação das valas visa basicamente:
MANUTENÇÃO DE VALA (conservação)
MANUTENÇÃO DE VALA
A conservação das sarjetas é semelhante as valas, sendo 
sua limpeza um aspecto muito importante, pois nelas ficam 
depositados restos de saibro ou misturas betuminosas 
utilizadas na conservação.
Toda a vegetação espontânea deve ser capinada e as 
sobras de material provenientes da limpeza devem ser 
removidas para longe.
Devem ser eliminados todos os obstáculos que se opõem 
ao desenvolvimento da velocidade de escoamento nas 
sarjetas.
MANUTENÇÃO DAS SARJETAS
As banquetas são colocadas nos aterros para evitar que
as águas que caem na plataforma escorram diretamente
pela saia dos aterros, provocando a erosão das mesmas.
A manutenção das banquetas é muito simples e consiste 
na manutenção de sua seção transversal e proteção 
contra erosão.
A melhor proteção contra erosão consiste na aplicação 
de materiais betuminosos.
BANQUETAS
BANQUETAS
Kw = 1,64 k / ( w -1 )
Onde:
Kw = diâmetro da pedra a ser usada
(cm)
k = diâmetro da pedra, obtido no 
gráfico (cm)
w = peso específico da pedra de 
diâmetro Kw (g/cm3)