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da Vinci , Curitiba, v. 3 , n. 1, p. 125-138, 2006 139139139139139
EDSON ANTONIO ALVES DA SILVA E CLÁUDIO MARCHAND KRÜGER
COMPARAÇÃO DO ESCOAMENTO SUPERFICIAL
GERADO POR PAVIMENTOS PERMEÁVEIS EM
BLOCOS DE CONCRETO E ASFALTO POROSO
FERNANDO ALESSI
Egresso - Engenharia Civil - UnicenP/Centro Universitário Positivo
fernandoalessi@hotmail.com
PEDRO JÚNIOR KOKOT
Egresso - Engenharia Civil - UnicenP/Centro Universitário Positivo
jukokot@hotmail.com
JÚLIO GOMES
Professor - Engenharia Civil - UnicenP/Centro Universitário Positivo
jgomes@unicenp.edu.br
COMPARAÇÃO DO ESCOAMENTO SUPERFICIAL GERADO POR PAVIMENTOS ... 
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RESUMO
O processo de urbanização acelerada, ocorrido no Brasil no fim do século XX, produziu
impactos significativos sobre a qualidade de vida nas grandes cidades. As enchentes urbanas, uma das
conseqüências deste processo, têm sido um dos principais problemas enfrentados pelos planejadores
do meio ambiente urbano. A drenagem urbana tem sido desenvolvida com o princípio de drenar a
água das precipitações o mais rápido possível para jusante. Este tipo de solução, encontrada pelo
Poder Público, geralmente transfere a inundação de um ponto para outro a jusante na bacia hidrográfica.
A tendência atual na área de drenagem urbana é buscar novas tecnologias que visem ao acréscimo da
infiltração e ao retardo do escoamento. Um exemplo deste novo tipo de abordagem é o uso de
pavimentos permeáveis que são capazes de reduzir o volume do escoamento superficial em compa-
ração aos pavimentos convencionais, privilegiando a infiltração e a retenção da água no subsolo.
Neste contexto está inserido o presente trabalho, desenvolvido no sentido de avaliar o coeficiente de
escoamento superficial gerado por dois tipos de pavimento permeável. O objetivo principal foi com-
parar o escoamento superficial gerado por dois tipos de pavimento permeável: pavimento em blocos
de concreto e pavimento em asfalto poroso. A partir dos resultados dos ensaios realizados, verificou-
se que o desempenho dos dois pavimentos foi similar. Em valores médios, os coeficientes de escoa-
mento superficial para o pavimento em blocos de concreto e o pavimento em asfalto poroso foram
iguais a 0,37 e 0,35, respectivamente. Para o coeficiente C do método racional, os valores médios
obtidos foram de 0,58 e 0,59, respectivamente. Estes valores mostram um melhor desempenho de
ambos em relação ao pavimento convencional.
Palavras-chave: drenagem urbana, pavimentos permeáveis, pavimento em blocos de concre-
to e pavimento em asfalto poroso.
ABSTRACT
The process of rapid urban growth, taken place in Brazil at the end of 20th Century, produced
significant impacts on the life quality, mainly in the big cities. Urban floods, one of the consequences
of such process, have been one of the main problems faced by urban planners. The urban drainage
has been developed with the principle of draining the storm waters to downstream as fastest as
possible. Such kind of solution just transfers flooding from a point to another one, located downstream
in the watershed. The current trend in urban drainage is searching for new technologies, which can
increase the infiltration and the retention time. An example of this new approach is using permeable
pavements that are capable of reducing the volume of the surface flow in comparison to the
conventional pavements. In this context, the present work was developed to evaluate the coefficient
of surface flow generated by two types of permeable pavements. The main objective was to compare
the surface flow generated by a concrete-block pavement and a porous asphalt pavement. The
experiments showed that the performances of those two pavements were similar. In average values,
the coefficients of surface flow for the concrete-block pavement and porous asphalt pavement were
0,37 and 0,35, respectively. In addition, the estimated average values for the Rational Method coefficient
C were 0,58 and 0,59, respectively. It concluded that both pavements showed a better performance in
comparison to the conventional pavement.
Key words: urban drainage, permeable pavement, concrete-block pavement, porous
asphalt pavement
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FERNANDO ALESSI, PEDRO JÚNIOR KOKOT E JÚLIO GOMES
COMPARAÇÃO DO ESCOAMENTO SUPERFICIAL GERADO POR
PAVIMENTOS PERMEÁVEIS EM BLOCOS DE
CONCRETO E ASFALTO POROSO
FERNANDO ALESSI / PEDRO JÚNIOR KOKOT / JÚLIO GOMES
1 INTRODUÇÃO
O processo de urbanização acelerado, ocorrido no Brasil no fim do século XX, produ-
ziu impactos significativos sobre a qualidade de vida nas grandes metrópoles. As enchentes
urbanas, uma das conseqüências deste processo, têm sido um dos principais problemas enfren-
tados pelos planejadores do meio ambiente urbano.
Com o crescimento acelerado das grandes cidades, houve um aumento significativo nos
níveis de inundações. Como causas desta elevação dos níveis de inundações, pode-se citar o
inadequado planejamento e projeto de drenagem e o aumento da ocupação urbana, com conse-
qüente aumento de áreas impermeáveis, representadas por telhados, passeios, ruas e estaciona-
mentos e que alteram as características de quantidade e qualidade do ciclo hidrológico.
A drenagem urbana tem sido desenvolvida com o princípio de drenar a água das preci-
pitações o mais rápido possível para jusante. Este tipo de solução, encontrada pelo Poder Públi-
co, geralmente transfere a inundação de um ponto para outro a jusante na bacia hidrográfica,
atuando sobre o efeito e não sobre as causas do aumento da vazão gerado pelo aumento das
superfícies impermeáveis.
A tendência atual na área de drenagem urbana é buscar novas tecnologias que visem ao
acréscimo da infiltração e ao retardo do escoamento. Um exemplo deste novo tipo de aborda-
gem é o uso de pavimentos permeáveis que são capazes de reduzir o volume do escoamento
superficial em comparação aos pavimentos convencionais, privilegiando a infiltração e a reten-
ção da água no subsolo.
Neste contexto está inserido o objetivo deste trabalho, desenvolvido no sentido de ava-
liar e comparar o escoamento superficial gerado por dois tipos de pavimento permeável: pavi-
mento em blocos de concreto (paver) e pavimento em asfalto poroso.
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
O processo de urbanização acelerado, ocorrido depois da década de 60, gerou uma
população urbana praticamente sem infra-estrutura, principalmente na década de 80, quando os
investimentos foram reduzidos (TUCCI, 1995).
As enchentes nas cidades brasileiras, segundo Tucci (1997), são um processo gerado
principalmente pela falta de disciplinamento da ocupação urbana. O custo do controle desse
processo é muito alto quando o desenvolvimento já está implantado.
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As enchentes em áreas urbanas são principalmente devidas a (TUCCI ,1998):
a) urbanização: são as enchentes produzidas pela impermeabilização do solo e aumento da
capacidade do escoamento da drenagem através de condutos e canais;
b) ocupação das áreas ribeirinhas: são as enchentes naturais que ocorrem em rios de médio
e grande porte. O rio extravasa do seu leito menor, ocupando a várzea (leito maior). A
população desavisada tende a ocupar esse leito devido à seqüência de anos com enchen-
tes pequenas ou pelo reduzido custo dessas áreas, sofrendo prejuízos nos anos de en-
chentes maiores;
c) devido a problemas localizados: são as enchentes devido à obstrução do escoamento e
a projetos inadequados.
Os impactos sobre a população são causados, principalmente, pela ocupação inadequada
do espaço urbano. Essas condições ocorrem, em geral, devido às seguintes ações (TUCCI, 1995):
a) como no Plano Diretor Urbano da quase totalidade das cidades brasileiras não existe
nenhuma restrição quanto ao loteamento de áreas de risco de inundação, a seqüência de
anos sem enchentes é razãosuficiente para que empresários loteiem áreas inadequadas;
b) invasão de áreas ribeirinhas, que pertencem ao Poder Público, pela população de baixa
renda;
c) ocupação de áreas de médio risco que são atingidas com menor freqüência, mas que,
quando o são, sofrem prejuízos significativos.
2.1 Impacto da Urbanização nas Cheias
O desenvolvimento acelerado e desordenado das cidades contribui para a evolução dos
problemas de inundações. A ocupação de áreas instáveis nas encostas e de áreas sujeitas a inunda-
ções nos vales dos cursos de água, aliada à insuficiência do sistema de drenagem, à crescente
impermeabilização do solo e ao assoreamento das bacias de amortecimento de cheias, contribuí-
ram para o agravamento do problema (LIMA-QUEIROZ et al., 2003).
A ocupação urbana através de áreas impermeáveis, como telhados, passeios, ruas, estacio-
namentos e outros, altera as características de volume e qualidade do ciclo hidrológico, trazendo
como resultados o aumento das enchentes urbanas e a degradação da qualidade das águas pluviais
(ARAÚJO et al., 2000).
Tucci (1997) resume os principais impactos da urbanização sobre o ciclo hidrológico:
a) aumento do escoamento superficial e da vazão máxima dos hidrogramas e antecipação
dos picos;
b) redução da evapotranspiração e do escoamento subterrâneo e rebaixamento do lençol
freático;
c) aumento da produção de material sólido;
d) deterioração da qualidade das águas superficiais, principalmente no início das chuvas,
quando a drenagem de águas carreia material sólido e lava as superfícies urbanas.
Com a impermeabilização do solo, o escoamento ocorre, principalmente, pelos condutos
e canais, reduzindo a infiltração e aumentando o volume que escoa pela superfície. Como a capa-
cidade do escoamento nas sarjetas, nos condutos e nos canais é superior à das superfícies naturais
e dos riachos, o escoamento superficial chega mais rápido à seção principal, provocando vazões
maiores que as naturais (TUCCI e GENZ, 1995).
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A Figura 1 apresenta, de forma
esquemática, a diferença entre os
hidrogramas de cheia em áreas
urbanizadas e não-urbanizadas. Verifica-
se, a partir da Figura 1, que os
hidrogramas relativos às áreas
urbanizadas apresentam maiores vazões
máximas, menores tempos relativos à
vazão máxima (tempos de pico) e me-
nores tempos de duração.
2.2 Pavimentos Permeáveis
A tendência moderna na área de drenagem urbana é a busca da manutenção das
condições de pré-desenvolvimento, atuando-se na fonte da geração do escoamento super-
ficial. Para tanto, devem ser utilizados dispositivos de acréscimo de infiltração e de aumen-
to do retardo do escoamento. Um tipo de dispositivo utilizado com este fim é o pavimento
permeável, que é capaz de reduzir volumes de escoamento superficial e vazões de pico a
níveis iguais ou até inferiores aos observados antes da urbanização (ARAÚJO et al., 2000).
O pavimento permeável, segundo Urbonas e Stahre (1993), citados por Acioli et al.
(2003), é uma alternativa de dispositivo de infiltração onde o escoamento superficial é des-
viado através de uma superfície permeável para dentro de um reservatório de pedras loca-
lizado sob o pavimento. Dois exemplos de pavimentos permeáveis são: pavimentos em
bloco de concreto e pavimentos em asfalto poroso.
O escoamento, segundo descrito em Araújo et al. (2000), infiltra-se rapidamente na
capa ou revestimento poroso (espessura de 5 a 10 cm), passa por um filtro de agregados de
1,25 cm de diâmetro e espessura de aproximadamente 2,5 cm e vai para uma câmara ou
reservatório de pedras mais profundo com agregados de 3,8 a 7,6 cm de diâmetro. A capa
de revestimento permeável somente age como um conduto rápido para o escoamento che-
gar ao reservatório de pedras. Neste reservatório, o escoamento poderá então ser infiltrado
para o subsolo ou ser coletado por tubos de drenagem e ser transportado para uma saída.
Assim, a capacidade de armazenamento dos pavimentos porosos é determinada pela espes-
sura do reservatório de pedras subterrâneo (mais o escoamento perdido por infiltração
para o subsolo).
O uso dos pavimentos permeáveis, em um contexto geral, pode proporcionar uma
redução dos volumes escoados e um aumento do tempo de resposta da bacia para condi-
ções similares ou até mesmo, dependendo das características do subsolo, condições melho-
res que as de pré-desenvolvimento, desde que sejam utilizados racionalmente, respeitando
os seus limites físicos, e desde que sejam conservados periodicamente (trimestralmente)
com uma manutenção preventiva, evitando assim o entupimento (ARAÚJO et al., 2000).
2.2.1 Pavimento em Blocos de Concreto
O pavimento em blocos de concreto é usualmente formado por duas camadas: a cama-
da de rolamento (constituída pelos blocos) e a base. Ambas são fundamentais para o pavimento
Figura 1 - Comparação entre os hidrogramas de cheia em áreas urba-
nizadas e não-urbanizadas (adaptado de TUCCI, 1995).
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porque, sem a base, os blocos acabariam afundando no solo natural (subleito) e a base sem os
blocos constitui pavimento de má qualidade de rolamento e de baixa durabilidade. A Figura 2
apresenta um corte transversal de um pavimento em blocos de concreto. Destaca-se que a seção
transversal apresentada na Figura 2 não contempla a estrutura descrita em ARAÚJO et al. (2000),
especialmente na representação da câmara ou reservatório de pedras.
2.2.2 Pavimentos em Asfalto Poroso
Neste tipo de pavimento, a capacidade drenante da camada de rolamento é promovida
através da dosagem da mistura betuminosa. Com granulometria aberta e, portanto, permeá-
vel, essa camada pode captar as águas superficiais e conduzi-las para fora da estrutura do
pavimento até dispositivos de descarga. Para tanto, uma declividade adequada é imposta à
camada através da conformação da superfície da camada subjacente, de modo que a velocida-
de da água seja compatível com a vazão exigida, bem como com a preservação da integridade
da camada (PORTO, 1999). A camada superior dos pavimentos porosos (asfalto ou concre-
to) é construída de forma similar aos pavimentos convencionais, mas com a retirada da fração
da areia fina da mistura dos agregados do pavimento.
3 MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 Descrição do Simulador de Chuva
Estudos sobre o efeito das chuvas em atributos do solo são difíceis de serem realiza-
dos com chuva natural, pois não se tem controle sobre a duração, intensidade, distribuição e
tipo de chuva. Uma alternativa que se apresenta é a utilização de simuladores de chuvas que
Figura 2 - Corte transversal de um pavimento em blocos de concreto (CARVALHO, 1998).
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permitem controlar as características das mesmas e têm a vantagem de poderem ser utilizados
a qualquer tempo (SOUZA, 2004).
O simulador de chuvas utilizado nos ensaios de campo tem capacidade de gerar preci-
pitações com intensidades variáveis sobre uma parcela alvo de 1 m2. O simulador é constitu-
ído por uma armação retangular, apoiada sobre quatro pernas reguláveis para uma altura que
varia entre 1,5 a 2,5 metros sobre a superfície dos pavimentos. As quatro faces laterais da
armação são cobertas por plásticos para minimizar o efeito do vento sobre as gotas de chuva.
Na base superior do simulador foi fixado um sistema de tubulações perfurado uniformemen-
te para simular gotas de chuva e que é alimentado por duas entradas de água. A água é bom-
beada por mangueiras a partir de um reservatório de 250 litros. A Figura 3 apresenta o simu-
lador de chuva com o sistema duplo de alimentação, através das mangueiras bifurcadas, por
onde a chuva é aplicada sobre o pavimento.
3.2 Estimativa da Vazão de Aplicação
A vazão de aplicação (Qapl) foi estimada a partir da variação de volumedo reservatório
de entrada na unidade de tempo (Δt). A variação do volume foi obtida pelo produto da área
da seção transversal da caixa de água (Αc), usada como reservatório de entrada, pela variação
do nível de água na mesma (Δhe). Matematicamente, tem-se:
(1)
onde: Qapl = vazão aplicada sobre os pavimentos (m
3/s);
Ac = área em planta da caixa de água (m
2);
Δhe = variação de nível na caixa de água (m);
Δt = intervalo de tempo entre as leituras (s).
Considerando-se o uso de unidades mais simples de serem observadas nas medições
em campo, a Equação 1 pode ser reescrita como:
Figura 3 - Simulador de chuva. Vista geral.
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(2)
onde: Qapl = vazão aplicada sobre os pavimentos (L/min);
Ac = área em planta da caixa de água (cm
2);
Δh = variação de nível na caixa de água (cm);
Δt = intervalo de tempo entre as leituras (min).
A leitura da variação de nível na caixa de água (Δhe) foi feita através de uma régua
graduada com flutuador onde se observou o deslocamento da régua em relação a um suporte
fixado na caixa de água, como apresentado na Figura 4. A intensidade média de precipitação
(i) foi estimada a partir de:
(3)
onde: Vapl = volume aplicado sobre o pavimento (L);
A = área do pavimento (m2);
tapl = tempo de aplicação (min);
i = intensidade de precipitação (mm/h).
Figura 4 - Sistema de leituras para a estimativa da vazão de aplicação.
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3.3 Estimativa do Estado Inicial da Umidade do Solo
A estimativa do estado inicial da umidade do solo foi feita, de modo indireto,
pela leitura das tensões de água no solo em um tensiômetro desenvolvido a partir do
apresentado em Faria e Costa (1987).
O tensiômetro é um instrumento que auxilia na medição do teor de umidade no
solo e da tensão de água no solo. As leituras do tensiômetro demonstram, indiretamen-
te, o teor de água no solo e, diretamente, a tensão de água do solo. De modo simples,
valores altos de tensão indicam solo seco, enquanto valores baixos indicam solo úmido
(FARIA e COSTA, 1987).
O tensiômetro consiste em um tubo, geralmente de PVC, cheio de água, uma
cápsula de cerâmica porosa colada na base, rolha, cap para vedação da ponta superior
do tubo e um elemento sensível, indicador do vácuo existente dentro do aparelho. O
elemento sensível utilizado foi um vacuômetro metálico. A Figura 5 apresenta um de-
talhe esquemático do tensiômetro com vacuômetro metálico.
O aparelho é instalado no solo, colocando-se a cápsula de cerâmica na profun-
didade desejada, obtendo-se leituras de vácuo no sensor. Um detalhe do tensiômetro já
instalado em um dos pavimentos é apresentado na Figura 6.
3.4 Implantação dos Pavimentos em Blocos de Concreto e Asfalto Poroso
Para comparar o escoamento superficial gerado foram construídos dois painéis de pavi-
mentos, sendo que para a execução dos mesmos foram realizados previamente ensaios de
permeabilidade, granulometria e compactação para determinar as espessuras das camadas de
suporte dos pavimentos. Importante destacar que a diferença básica entre os pavimentos per-
meáveis avaliados em relação aos pavimentos convencionais foi a execução da camada de rola-
mento em blocos de concreto ou em asfalto poroso. Portanto, não houve nenhuma estrutura
especial, como, por exemplo, o reservatório de pedras, nas camadas de base, sub-base e subleito.
Figura 5 - Detalhe esquemático do tensiômetro com vacuômetro
metálico (FARIA e COSTA, 1987).
Figura 6 - Detalhe do tensiômetro com vacuômetro metálico
instalado no pavimento em blocos de concreto.
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Figura 8 - Layout básico do pavimento em asfalto poroso.
3.4.1 Pavimento em blocos de concreto
O pavimento em blocos de concreto (paver) foi construído de modo que os blocos
ficassem confinados lateralmente. A escavação compreendeu uma área de 1,00 m x 1,00 m com
profundidade de 80 cm, sendo o pavimento composto pelas seguintes camadas:
a) subleito: o solo natural foi regularizado e compactado, depois de classificado de acor-
do com a sua capacidade de suporte e a sua estabilidade ante a ação da umidade.
Assim sendo, foi necessário coletar amostras do material e ensaiá-las em laboratório
para que fossem conhecidas as suas características e, principalmente, o seu índice de
suporte;
b) sub-base: constituída em saibro, a espessura da sub-base foi de 30 cm, definida em
função da qualidade do solo natural sobre o qual foi apoiada;
c) base: foi formada por 20 cm de brita graduada
solta, fina e limpa, sendo que, após o seu
espalhamento e nivelamento, esta camada foi
regularizada e compactada, antes de se colocar
o material para assentamento dos blocos;
d) revestimento: executado em blocos de con-
creto. Como o estudo destinou-se a uma área
de estacionamento foram utilizados blocos de
concreto com espessura igual a 6 cm.
A Figura 7 apresenta o layout básico do
pavimento de bloco de concreto (tipo paver) im-
plantado. A Figura 7 apresenta ainda o quadro
de madeira usado para delimitar o pavimento e o
orifício usado para a coleta do volume escoado
superficialmente sobre o pavimento.
3.4.2 Pavimento em asfalto poroso
Este pavimento foi constituído por uma camada de rolamento contínua de concreto asfáltico
pré-misturado a frio (PMF), definido como mistura de agregado e asfalto em que o agregado é
empregado sem prévio aquecimento, ou seja, à
temperatura ambiente e sem qualquer tipo de
junta. Para execução da massa, estabeleceu-se
previamente o traço de acordo com ensaio
granulométrico. A homogeneização da emulsão,
brita e pó-de-pedra foi feita em betoneira.
Para realização dos ensaios em campo, o
pavimento foi dimensionado de acordo com
os resultados do ensaio de compactação e suas
etapas construtivas e de dimensionamento são
descritas a seguir:
Figura 7 - Layout básico do pavimento em blocos de concreto.
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a) subleito: constituído em solo natural com espessura de 30 cm, foi regularizado e
compactado, depois de classificado de acordo com sua capacidade de suporte e a sua
estabilidade ante a ação da umidade. Assim sendo, foi necessário coletar amostras do
material e ensaiá-los em laboratório para que fossem conhecidas todas as suas carac-
terísticas e, principalmente, seu índice de suporte;
b) sub-base: constituída em saibro, a espessura da sub-base foi de 20 cm, definida em
função da qualidade do solo natural sobre o qual foi apoiada;
c) base: constituída por 10 cm de brita graduada solta, fina e limpa, sendo que após o seu
espalhamento e nivelamento, esta camada foi compactada antes de se colocar o mate-
rial para imprimação;
d) revestimento: executado em concreto pré-misturado a frio (PMF) com espessura de 6
cm, com faixa aberta e traço definido mediante a análise granulométrica dos ensaios.
A Figura 8 apresenta o layout básico do pavimento em asfalto poroso e o detalhe do
tensiômetro utilizado na estimativa da umidade inicial do solo.
3.5 Sistemática de ensaio e coleta de dados
O procedimento dos ensaios em cada pavimento consistiu basicamente de:
- colocação e nivelamento do simulador de chuva sobre o pavimento a ser ensaiado;
- aplicação de chuva artificial, através do simulador de chuva, sobre o pavimento ensai-
ado;
- anotação das variações de nível na caixa de água, responsável por fornecer a vazão de
entrada (ou de aplicação) sobre o pavimento;
- anotação das variações de nível no recipiente colocado a jusante do pavimento ensaia-
do, responsável por permitir a estimativa do escoamento superficial gerado pelo pavi-
mento.
Posteriormente aos ensaios, houve uma etapa de processamento dos dados coletados
que consistiu basicamente em:
- cálculo da vazão deaplicação (Qapl) e da intensidade de chuva simulada;
- cálculo da vazão superficial (Qsup) gerada pelos pavimentos;
- cálculo da relação entre o volume escoado superficialmente (Vsup) e o volume total
aplicado (Vapl);
- cálculo do coeficiente C do método racional.
Para o cálculo da vazão aplicada (Qapl) e da intensidade de precipitação (i) foram utiliza-
das as Equações 2 e 3, respectivamente. A vazão superficial (Qsup) foi calculada em função da
variação de nível observada no recipiente coletor, área do recipiente coletor e intervalo de tem-
po entre leituras consecutivas, como apresentado na Equação 4 a seguir.
(4)
onde: Qsup = vazão superficial (L/min);
Acol = área do recipiente coletor (cm
2);
Δhs = variação de nível no recipiente coletor (cm);
Δt = intervalo de tempo entre as leituras (min).
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onde: Qmáx = vazão máxima (L/min);
C = coeficiente do método racional (adimensional);
i = intensidade média de precipitação (mm/h);
A = área do pavimento (m2).
4 ANÁLISE DOS RESULTADOS
4.1 Ensaios no Pavimento em Blocos de Concreto
Foram efetuadas 7 (sete) simulações de chuva de projeto sobre a parcela de pavimento
em blocos de concreto. O resumo dos resultados das simulações pode ser observado na
O dispositivo utilizado para a leitura de variação dos níveis no recipiente coletor
(Δhs) é similar ao utilizado para as leituras dos níveis na caixa de água (reservatório de
entrada), ou seja, utilizou-se uma régua graduada com flutuador e observou-se a varia-
ção da mesma em relação a um suporte fixado no recipiente coletor.
Para o cálculo do coeficiente de escoamento, expresso pela relação Vsup/Vapl,
utilizou-se a Equação 5, apresentada a seguir, uma vez que o intervalo de tempo entre
as leituras (Δt) é o mesmo para as vazões de entrada e saída do sistema (pavimento).
(5)
Finalmente, para o cálculo do coeficiente C do método racional, utilizou-se a
própria expressão que define o método, ou seja:
(6)
onde: Qmáx = vazão máxima (m
3/s);
C = coeficiente do método racional (adimensional);
i = intensidade média de precipitação (mm/h);
A = área da bacia (km2).
A Equação 7, obtida a partir da Equação 6, pode ser utilizada para a estimativa
do coeficiente C, como apresentado a seguir:
(7)
Em função das unidades usadas para representar Qmáx , i e A, a Equação 7 foi
reescrita como:
(8)
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Tabela 1 - Resumo dos resultados dos ensaios no pavimento em blocos de concreto.
Como exemplo de resultado, a Figura 9 apresenta o hidrograma de escoamento
superficial observado no teste 01 do pavimento em bloco de concreto. Verifica-se, a partir
da Figura 9, que houve flutuações na vazão aplicada sobre o pavimento, o que pode justifi-
car algumas flutuações no hidrograma de escoamento superficial.
4.2 Ensaios no Pavimento em Asfalto Poroso
Foram também efetuadas 7 (sete) simulações de chuva de projeto sobre a parcela de
pavimento em asfalto poroso. O resumo dos resultados das simulações pode ser observado
na Tabela 2. Verifica-se, a partir dos dados apresentados na Tabela 2, que a relação Vsup/Vapl
variou entre 0,21 e 0,54, apresentando um valor médio de 0,35. Já o coeficiente C do Méto-
do racional variou entre 0,47 e 0,72, com valor médio de 0,59.
Figura 9 - Pavimento em blocos de concreto. Escoamento superficial observado no teste 01.
Tabela 1. Verifica-se, a partir dos dados apresentados na Tabela 1, que a relação Vsup/Vapl
variou entre 0,17 e 0,47, apresentando um valor médio de 0,37. Já o coeficiente C do Método
racional variou entre 0,45 e 0,73, com valor médio de 0,58.
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Tabela 2 - Resumo dos resultados dos ensaios no pavimento em asfalto poroso.
Como exemplo de resultado, a Figura 10 apresenta o hidrograma de escoamento su-
perficial observado no teste 01 do pavimento em asfalto poroso. Novamente verificam-se, a
partir da Figura 10, flutuações na vazão aplicada sobre o pavimento e que podem justificar
algumas flutuações no hidrograma de escoamento superficial.
Figura 10 - Pavimento em asfalto poroso. Escoamento superficial observado no teste 01.
4.3 Análise Teórica da Redução dos Diâmetros da Rede de Drenagem
A partir dos resultados obtidos através das simulações de chuva sobre os pavimentos
em blocos de concreto e em asfalto poroso, procurou-se analisar, de modo teórico, a redução
dos diâmetros da rede de drenagem na utilização dos referidos pavimentos em comparação
com o pavimento convencional em concreto betuminoso usinado à quente (CBUQ). A análise foi
feita a partir da comparação dos valores do coeficiente C do método racional, como descrito a seguir.
Para a caracterização do escoamento superficial gerado pelo pavimento convencional, utili-
zou-se um valor de coeficiente C igual a 0,95, obtido de Araújo et al. (2000). Para os pavimentos em
blocos de concreto e em asfalto poroso foram adotados os valores médios de C iguais a 0,58 e 0,59,
respectivamente, resultantes dos ensaios.
A análise teórica teve por base a Equação de Manning, particularizada para o caso de escoa-
mento uniforme, expressa pela Equação 9 apresentada a seguir.
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(9)
onde: A = área (m2);
R = raio hidráulico (m);
S0 = declividade do fundo do canal(m/m);
n = coeficiente de Manning (s/m1/3);
Q = vazão (m3/s).
É importante destacar que os condutos da rede de drenagem são dimensionados para traba-
lhar sem pressão para a vazão de projeto, conforme extraído de Bidone e Tucci (1995). Este
critério justifica a utilização de Equação de Manning (Equação 9) na análise da redução dos
diâmetros.
A partir da Equação 9, pode-se estabelecer a relação entre duas vazões Q1 e Q2 com o
objetivo de estabelecer relações entre os diâmetros necessários para escoar as referidas vazões, con-
forme apresentado a seguir.
(10)
Considerando o mesmo material e a mesma declividade, a Equação 10 pode ser reduzida a:
(11)
A partir da definição da área e do raio hidráulico de um conduto de seção transversal circular,
a Equação 11 pode ser reescrita como:
onde D = diâmetro do conduto (m). Com as devidas simplificações, tem-se:
ou
COMPARAÇÃO DO ESCOAMENTO SUPERFICIAL GERADO POR PAVIMENTOS ... 
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(12)
A Equação 12 pode ainda ser modificada para apresentar, de modo explícito, a relação
entre os coeficientes C do método racional. Para pequenas áreas de drenagem, a vazão de
projeto pode ser estabelecida pelo método racional, expresso pela Equação 6.
A partir da definição da vazão pelo método racional, Equação 6, a Equação 12 pode
ser reescrita como:
(13)
5. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
O presente trabalho teve por objetivo principal avaliar e comparar o escoamento su-
perficial gerado por dois tipos de pavimento permeável: pavimento em blocos de concreto e
pavimento em asfalto poroso. A partir dos resultados dos ensaios realizados, verificou-se que
o desempenho dos dois pavimentos foi bastante parecido. Em valores médios, os coeficientes
de escoamento para o pavimento em blocos de concreto e o pavimento em asfalto poroso
foram iguais a 0,37 e 0,35, respectivamente. Para o coeficiente C do método racional, os
valores médios obtidos foram de 0,58 e 0,59, respectivamente. Estes valores mostram um
melhor desempenho de ambos em relação ao pavimento convencional.
A análise teórica de redução dos diâmetros dos condutos da rede de drenagem em
função da adoção dos dois tipos de pavimentos analisados em relação ao pavimento conven-
cional mostrou uma redução de 17% com o uso do pavimento em blocos de concreto e de
16% com o uso do pavimento em asfalto poroso.
Finalmente, é importantedestacar que, na execução dos dois pavimentos, nenhuma
estrutura especial foi prevista para servir de reservatório para a água infiltrada pelo pavimento
e que pode aumentar ainda mais a eficiência dos mesmos na redução da geração do escoa-
mento superficial em comparação com o pavimento convencional. Outro aspecto também
não explorado foi a questão de como a eficiência dos pavimentos é alterada com o seu uso.
Estas questões são deixadas como recomendações para estudos futuros.
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(ABRH Publicações, n. 3).
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