Pavimentação Unidade VII Drenagem 2

Prévia do material em texto

166 
É apresentado um roteiro de projeto para obtenção do comprimento 
necessário de bueiros de uma rodovia: 
 
 1 - Dados de Projeto 
 
 Volume total de aterro : VA 
 Largura da plataforma : l 
 Inclinação da saia do aterro : iA 
 Comprimento da rodovia : L 
 Parcela de aterros : y (%) 
 Bueiro simples : Ns 
 Bueiro duplo : Nd 
 
 2 - Número total de bueiros (N) 
 
 2.1 - Comprimento do aterro: LA = y . L/100 (km) 
 
 . Considerando 1 bueiro / km: N = LA . Onde: N = Ns + Nd 
 
 3 - Cálculo aproximado do comprimento total de bueiros. 
 
 3.1 - Comprimento de 1 bueiro - B 
 
 
 Sp - seção transversal plena do aterro 
 Sp = (B + b).H/2 (2) 
 VA = Sp . LA Sp = VA/LA (3) 
 
 iA = tg . 100 = ( H/x) . 100 x = (H/iA) . 100 (4) 
 
 B = b + 2 . (H/iA) 
 
 B - Largura da base do aterro (=comprimento de 1 bueiro) 
 b - largura da plataforma da estrada; 
 H - altura do aterro 
 
OBSERVAÇÃO: 
 No caso de não se conhecer a altura do aterro, combinam-se as expressões 
(1), (2) e (4), obtendo-se a equação do 2o grau, onde H será a raiz real a positiva. 
 
 H2 + H . b . iA - Sp . iA = 0 
 
 3.2 - Caso de bueiro simples de comprimento Ls : Ls = Ns . B 
 
 3.3 - Caso de bueiro duplo de comprimento Ld : Ld = 2 . Nd . B 
 
 B = b + 2 x (1) 
 167 
 3.4 - Comprimento total: LT = Ls + Ld (m) 
 5 – Drenagem Subterrânea 
 
 As formas de variação do teor de umidade que ocorrem no sub-leito são: 
 
 a) Infiltração lateral ou lençol de meia encosta. 
 b) Ascensão ou abaixamento do nível d’água 
 c) Infiltração de água através da superfície do pavimento. 
 d) Transferência de umidade das bordas para o solo ou vice versa. 
 e) Sucção do lençol d’água (capilaridade). 
 f) Transferência de umidade sob a forma de vapor. 
 
 
 
 
 
 
5.1 - As funções e o projeto de drenagem do subsolo. 
 
 Sistema de drenagem rodoviária: 
 - água superficial 
 - água subterrânea 
 
 
5.2 – Elementos para o Projeto do sistema de drenagem 
 
 - Levantamento dos solos. 
 - Condições de umidade do sub-leito 
 . Perfil do solo(tipo de solo, espessura das camadas , etc) 
 . Posição do N.A. ( até 1,5 m do greide do sub-leito)* 
 . Posição das zonas de infiltração, se existirem 
 
(*) O final do inverno é a época mais apropriada 
 168 
5.3 - Controle do fluxo de infiltração 
 
 Condições de fluxo: 
 a) zona de infiltração delgada 
 b) zona de infiltração profunda 
 
 
5.3.1 - Controle de um lençol d’água elevado 
 
 
5.4 - Controle da água que se infiltra no subleito através do pavimento 
 
 5.4.1 - Subbase permeável : uso de material granular 
 Vantagens: 
 - atua como dreno 
 - aumenta a espessura do pavimento, reduzindo as tensões no 
 sub-leito 
 - em sub-leito argiloso, evita a ascensão da argila à base 
 - ajuda a evitar a deformação da superfície acabada do sub-leito pelo 
 tráfego de construção, quando colocada imediatamente após a 
 preparação do mesmo. 
 
 
 
 5.4.2 - Subbase estabilizada 
 - Solo cimento; solo betume; etc 
 - camada superior do pavimento: espessura 8 a 15 cm 
 169 
 5.4.3 - Membranas impermeáveis 
 - Folhas betuminosas pré-fabricadas (P.B.S.) 
 - Alto custo 
6 - Valeta de Drenagem subterrânea (Trincheira) 
 
 1 – Elementos do dreno profundo 
 
 - Vala de drenagem: Profundidade 1,5 m 
- Selo: camada de argila até 15 cm de espessura 
- Filtro: material selecionado 
 (depende da granulometria do solo do subleito) 
 
- Drenos: 
 manilha de barro perfurado; concreto poroso; 
Dreno cego (Francês) 
 Diâmetros: 10; 15; 20; 30 cm 
D.N.E.R. – adota tubos = 15 cm 
 
2 - Dimensionamento do material filtrante 
 
 Procedimento: 1) Análise granulométrica do solo do sub-leito 
2) Estabelecer os limites para distribuição granulométrica do 
 material filtrante. 
3) Determinação da composição granulométrica do filtro. 
 
 Condições: 
 
 Índice de tubulação (evita a erosão): D15 Filtro / D85 Subleito 5 
 Índice de permeabilidade: D15 Filtro/ D15 subleito 5 
 
 df - diâmetro do furo do tubo 
 d85 - diâmetro do material do filtro 
 
 Limite superior para as partículas grossas do material do filtro: 
 D85 Filtro 2 df 
 
 
 170 
 
 
 
 
7 - Exercícios de aplicação 
 
7.1 – Uma valeta de crista de corte vai drenar uma área com mata de 4 há (C= 0,2). 
Qual a vazão correspondente a uma chuva de intensidade I = 120 mm/hora ? 
Resp. 0,27 m3/seg 
 
7.2 – Uma sarjeta vai drenar um corte de declividade 2:1 com 400 m de extensão e 3 
m de altura (medida inclinada, ao longo do talude) média. O revestimento e o 
acostamento são de tratamento superficial simples (C = 0,7) com meia plataforma de 
3,50 m + 2,50 m = 6,0 m de largura. O talude do corte é gramado (C= 0,6). Qual a 
vazão na sarjeta para uma chuva de intensidade I = 100 mm/hora ? 
 
 área drenada: A = 3m x 400m + 6m x 400m = 3.600 m2 = 0,36 ha 
“run off” médio : C = 
3600
24007,012006,0
 = 0,67 
Q = 
360
36,01067,0
 Q = 0,067 m3/h 
 
7.3 – Uma valeta de crista de corte , sem revestimento, com declividade de 0,6% tem 
um comprimento de 90 m = 300 pés, e drena uma área de largura 60 m = 200 pés, 
regularmente gramada, de declividade média 4%. . O período de recorrência T é igual 
a 10 anos e o tempo de concentração obtido no ábaco é de 29 min. 
 
- área drenada: A = 90 m x 60 m = 5.400 m2 = 0,54 ha 
- Coeficiente “Run off” : C = 0,4 
- I = 1,6 mm/min = 96 mm/h (Gráfico Intensidade x Duração – Fig. 2 ) 
 
Q = C I A/360 Q = 0,06 m3/seg 
 
 
 
 
 Diâmetro dos grãos em milímetros 
 
Solo a drenar 
 
 
 Limites do Filtro 
 % 
 que 
 Passa 
 Filtro de 
 Projeto 
 171 
7.4 – Considerando a seção transversal abaixo, sendo a extensão do trecho 200 m; 
revestimento da estrada de 
pedregulho estabilizado (C=0,5); 
talude do corte gramado (C=0,7); 
intensidade de chuva 156 mm/h. Qual 
a descarga a ser conduzida pela 
sarjeta ? 
 
 Resp. 0,0856 m3/h 
 
 
 
7.5 - Sendo de 3% o caimento 
longitudinal da sarjeta de concreto 
representada na figura, calcular a sua 
capacidade de drenagem ? 
 
 Resp. 0,38 m3/seg 
 
 
 
 
7.6 - Determinar o comprimento total de bueiros para uma estrada com 150 km de 
extensão. Os seguintes dados são conhecidos: 
 - Volume de aterro: 2.330.000 m3 
 - os aterros constituem cerca de 50% da extensão da rodovia. 
 - inclinação da saia do aterro: 2/3 
 - 30% de bueiros simples 
 - 70% “ “ “ 
 - largura da plataforma: 11 m 
 - considerar 1 bueiro por km. 
 
 = Solução = 
 
a) Comprimento total de aterro: LA = 0,50 x 150 = 75 km de aterros. 
b) Número total de bueiros : 75 (considerando 1 bueiro/km) 
c) No de bueiros simples: Ns = 0,30 x 75 = 22,5 Ns = 23 bueiros simples 
d) No de bueiros duplos: Nd = 0,70 x 75 = 52,5 Nd = 53 “ duplos 
e) Comprimento de um bueiro: B = 2x + b 
 
- Cálculo da altura “H”. 
 Sp = VA/LA (B + b) x H = VA/LA 
 2 
 B = b + 2x 
 {x = (3/2) H 
 B = b + 2 . (3/2) H = b + 3H 
 (b + 3H + b) H = VA/LA 
 2 
 (22 + 3H) H = 2 x 2.330.000/75.000 
 3H2 + 22H - 62 = 0 H’ = 2,17 m (raiz real e positiva) 
 x = 3 x 2,17 = 3,26 m 
 2 
 B = 11 + 2 x 3,26 B = 17,52 m 
 
 172 
f) Comprimento total 
 Bueiro simples: 23 x 17,52 = 402,96 m 
 Bueiro duplo: 2 x 53 x 17,52 = 1.857,12m 
 
 Total = 2.260 m de bueiros 
 
 
 
7.7 - Projetar a valeta de drenagem para um trecho de 300 m de estrada. O solo do 
subleito apresenta a seguinte granulometria abaixo. Dê a composição do material do 
filtro. 
%Passa 100 97,6 62,0 40,0 6,0 1,0 
D(mm) 4,76 2,0 0,42 0,30 0,075 0,01