ESTRADAS DRENAGEM SUPERFICIAL

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO
CÂMPUS CARAÚBAS
ENGENHARIA CIVIL
ESTRADAS I
DRENAGEM SUPERFICIAL
COMPONENTES:
ANDERSON NUNES SILVA
CAROLINA MENDES LEMOS 
PEDRO HENRIQUE MORAIS DO ROSARIO
THAYNON BRENDON PINTO NORONHA
CARAÚBAS – RN
2017
Sumário
Os tópicos seguem a ordem e numeração do MANUAL DE DRENAGEM DE RODOVIAS-DNIT-Versão Preliminar 2006.
3 DRENAGEM SUPERFICIAL .......................................................................137
3.1. Valetas de proteção de corte........................................................................ 140
3.2. Valetas de proteção de aterro .................................................................... .147
3.3. Sarjetas de corte ......................................................................................... 148
3.4. Sarjetas de aterro........................................................................................ 157
3.5. Valeta do canteiro central............................................................................ 166
3.6. Descidas d`água ......................................................................................... 168
3.7. Saídas d`água ............................................................................................. 177
2
3.0 Drenagem superficial
CONCEITO/FUNÇÃO
3
	
	O processo de drenagem é a forma que se emprega para que a água escorra mais facilmente e se afaste o mais rápido possível do local onde possa causar danos. 
	A função da drenagem superficial de uma rodovia é interceptar e captar as águas que vem das áreas adjacentes à rodovia e aquelas que se precipitam sobre a mesma. Desse modo, as conduzem ao deságue seguro, resguardando a segurança e estabilidade da rodovia.
3.0 Drenagem superficial
DISPOSITIVOS UTILIZADOS PARA SISTEMAS DE DRENAGEM SUPERFICIAL
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Valetas de proteção de cortes;
Valetas de proteção de aterros;
Sarjetas de cortes;
Sarjetas de aterros;
Sarjeta de canteiro central;
Descidas d'água;
Saídas d'água;
Caixas coletoras;
Bueiros de greide;
Dissipadores de energia;
Escalonamento de taludes;
Corta-rios.
VALETAS DE PROTEÇÃO DE CORTE
3.1 Valetas de proteção de corte
CONCEITO/OBJETIVO
6
	As valetas de proteção de cortes são dispositivos de drenagem superficial que objetivam interceptar as águas que escorrem pelo terreno natural a montante impedindo-as de atingir o talude de corte. 
3.1 Valetas de proteção de corte
CARACTERISTICAS/APLICAÇÃO
7
As valetas de proteção serão construídas em trechos em corte onde o escoamento superficial proveniente dos terrenos adjacentes possam atingir o talude, comprometendo a estabilidade do corpo estradal. 
Deverão ser localizadas proximamente paralelas as cristas dos cortes, a uma distância entre 2,0 a 3,0 metros. 
O material resultante da escavação deve ser colocado entre a valeta e a crista do corte e apiloado manualmente.
3.1 Valetas de proteção de corte
CARACTERISTICAS
8
Figura 1: Características da valeta de proteção de corte.
3.1 Valetas de proteção de corte
ELEMENTOS DE PROJETO 
9
TIPOS DE SEÇÕES:
Triangulares (pouco recomendas, plano preferencial de escoamento d'água);
 Retangulares (cortes em rochas, facilidade na execução);
Trapezoidais (maior eficiência hidráulica).
Figura 2: Representação das seções de valetas de proteção de corte.
9
3.1 Valetas de proteção de corte
Materiais de revestimento:
10
Concreto;
Alvenaria de tijolo ou pedra;
Pedra arrumada;
Vegetação.
ELEMENTOS DE PROJETO 
Figura 3: Valetas de proteção de corte.
11
3.1 Valetas de proteção de corte
ELEMENTOS DE PROJETO 
3.1 Valetas de proteção de corte
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
12
3.1 Valetas de proteção de corte
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
13
3.1 Valetas de proteção de corte
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
14
	
	Verifica-se o regime do fluxo através do cálculo da altura crítica cujas fórmulas a empregar para as diversas seções são:
3.1 Valetas de proteção de corte
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
15
Caso: 
h < hc o regime do fluxo é supercrítico
h > hc o regime do fluxo é subcrítico
h = hc o regime do fluxo é crítico
	A altura do fluxo na valeta, na situação de projeto, dentro de uma faixa de 10% da altura crítica deve ser evitada.
3.1 Valetas de proteção de corte
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
16
3.1 Valetas de proteção de corte
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
17
Para o cálculo da folga f em valetas revestidas pode ser usada a seguinte tabela:
3.1 Valetas de proteção de corte
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
18
	Quando a declividade longitudinal da valeta não puder acompanhar a declividade natural do terreno, devido a velocidade do escoamento ser superior à permissível, ela deverá ser escalonada em trechos de menor declividade (2%, no máximo) por meio de pequenas barragens transversais.
3.1 Valetas de proteção de corte
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
19
	O espaçamento entre as barragens será calculado pela expressão:
Onde:
E = espaçamento, em m;
H = altura da barragem do vertedouro em m;
α = declividade natural do terreno, em %;
β = declividade desejada para o nível d'água em cada trecho escalonado em %.
3.1 Valetas de proteção de corte
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
20
	É recomendado que o espaçamento não seja maior que 50 m. 
	As pequenas barragens podem ser executadas com diversos materiais: 
 Madeiras;
 Concreto;
 Chapas metálicas.
VALETAS DE PROTEÇÃO DE ATERRO
3.2 Valetas de proteção de aterro
CONCEITO/OBJETIVO
22
	São valas que interceptam as águas que escoam pelo terreno a montante, impedindo-as de atingir o pé do talude de aterro.
	Objetivam receber as águas das sarjetas e valetas de corte, conduzindo-as com segurança, ao dispositivo de transposição de talvegues. 
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As valetas de proteção de aterro deverão, estar localizada, aproximada mente paralelas ao pé do talude de aterro a uma distancia entre 2,0 e 3,0 metros. 
O material resultante da escavação deve ser colocado entre a valeta e o pé do talude de aterro, apiloado manualmente com o objetivo de suavizar a interseção das superfícies do talude e do terreno natural.
3.2 Valetas de proteção de aterro
CARACTERISTICAS/APLICAÇÃO
ELEMENTOS DE PROJETO 
24
TIPOS DE SEÇÕES:
Retangulares:
Trapezoidais. 
Figura 4: Valetas de proteção de aterro.
3.2 Valetas de proteção de aterro
25
Concreto;
Alvenaria de tijolo ou pedra;
Pedra arrumada;
Vegetação.
3.2 Valetas de proteção de aterro
Materiais de revestimento:
ELEMENTOS DE PROJETO 
ELEMENTOS DE PROJETO 
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Figura 5: Valetas de proteção de aterro.
3.2 Valetas de proteção de aterro
VPA
VPA
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
27
	Faz-se o dimensionamento hidráulico das valetas de proteção de aterro de forma idêntica ao das valetas de proteção de corte.
	Deve-se tomar cuidado na fixação da área de contribuição quando a valeta tiver o objetivo de proteger o talude de aterro e captar as águas das sarjetas e valetas de proteção de corte. 
3.2 Valetas de proteção de aterro
28
SARJETAS DE CORTE
3.3 Sarjetas de Corte
CONCEITO/OBJETIVO
29
	Dispositivo de drenagem que capta as águas que se precipitam sobre a plataforma e taludes de corte, para posteriormente, conduzi-las, longitudinalmente à rodovia, até o ponto de transição entre o corte e o aterro, de forma a permitir a saída lateral para o terreno natural ou para a valeta de aterro, ou então, para a caixa coletora de um bueiro de greide. 
30
	As sarjetas devem localizar-se em todos os cortes, sendo construídas à margem dos acostamentos, terminando em pontos de saída convenientes (pontos de passagem de
corte para aterro ou caixas coletoras).
3.3 Sarjetas de Corte
CARACTERISTICAS/APLICAÇÃO
ELEMENTOS DE PROJETO 
TIPOS DE SEÇÕES:
Sarjeta triangular (capacidade de vazão, reduz acidentes e declividade de 25%);
Sarjeta trapezoidal (barreira tipo meio-fio e permitir melhor d'água);
 Figura 6: Sarjeta de corte triangular.
 Figura 7: Sarjeta de corte trapezoidal.
31
3.3 Sarjetas de Corte
ELEMENTOS DE PROJETO 
TIPOS DE SEÇÕES:
Sarjeta trapezoidal capeada descontinuamente (entrada d'água pela cobertura e evita a obstrução);
Sarjeta retangular (pode variar a profundidade ao longo do percurso, erosão/revestimento, barreira);
 Figura 8: Sarjeta de corte trapezoidal
 capeada descontinuamente.
 Figura 9: Sarjeta de corte retangular.
3.3 Sarjetas de Corte
32
Materiais de revestimento:
33
Concreto;
Alvenaria de tijolo;
Alvenaria de pedra argamassada;
Pedra arrumada revestida;
Pedra arrumada;
Revestimento vegetal.
ELEMENTOS DE PROJETO 
3.3 Sarjetas de Corte
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
34
Coeficiente médio de escoamento superficial (C)
Onde:
L1 = faixa da plataforma da rodovia que contribui para a sarjeta; 
L2 = largura da projeção horizontal equivalente do talude de corte;
C1 = coeficiente de escoamento superficial da plataforma da rodovia;
C2 = coeficiente de escoamento superficial do talude de corte. 
3.3 Sarjetas de Corte
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
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Intensidade de precipitação (i)
	O valor da intensidade de precipitação é obtido na curva de intensidade - duração - frequência, fornecida pelo estudo hidrológico para um tempo de duração de 5 minutos e tempo de recorrência de 10 anos.
3.3 Sarjetas de Corte
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
36
Área de contribuição (A)
	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. 
3.3 Sarjetas de Corte
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
37
3.3 Sarjetas de Corte
ELEMENTOS DE PROJETO 
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Figura 10: Sarjeta de Corte.
3.3 Sarjetas de Corte
SC
39
SARJETAS DE ATERRO
3.4 Sarjetas de Aterro
CONCEITO/OBJETIVO
40
	A sarjeta de aterro são dispositivos que captam as águas precipitadas sobre a plataforma de modo a impedir que provoquem erosões na borda do acostamento e/ou no talude do aterro, conduzindo-as ao local de deságue seguro. 
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Trechos onde a velocidade das águas provenientes da pista provoque erosão na borda da plataforma;
Trechos onde, em conjunto com a terraplenagem, for mais econômica a utilização da sarjeta de aterro que outros dispositivos;
Coletar e conduzir as águas provenientes na pista.
CARACTERISTICAS/APLICAÇÃO
3.4 Sarjetas de Aterro
ELEMENTOS DE PROJETO 
TIPOS DE SEÇÕES:
Um tipo de sarjeta de aterro muito usado atualmente nas rodovias federais, estaduais, interseções e trechos urbanos é o meio-fio-sarjeta conjugados.
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Triangulares;
Trapezoidais; 
Retangulares.
Figura 11: Meio-fio-sarjeta conjugados.
Obs: A sarjeta de aterro pode comprometer a segurança do tráfego.
3.4 Sarjetas de Aterro
Materiais de revestimento:
Concreto cimento;
Concreto betuminoso;
Solo betume;
Solo cimento;
Solo.
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ELEMENTOS DE PROJETO 
 Seguir as indicações próprias do material.
 Obedecer às especificações particulares do projeto rodoviário.
 Rodovias de pequena importância econômica, ou durante o tempo de execução da rodovia.
3.4 Sarjetas de Aterro
ELEMENTOS DE PROJETO 
44
Figura 11: Sarjeta de aterro.
3.4 Sarjetas de Aterro
Local para SA.
SA
SA
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
45
3.4 Sarjetas de Aterro
 
	O cálculo da velocidade do escoamento na borda da plataforma determinará a necessidade ou não da utilização da sarjeta.
	Os elementos básicos para o dimensionamento da sarjeta de aterro são:
As características geométricas da rodovia;
Área de implúvio;
Elementos hidrológicos para o cálculo da descarga de projeto;
Elementos para o cálculo da vazão.
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
46
3.4 Sarjetas de Aterro
 
	Para a determinação da velocidade de escoamento na borda da plataforma, alguns cálculos preliminares precisam ser feitos, tendo em vista que o escoamento se dará na direção da reta de maior declive, função da declividade longitudinal do greide e declividade transversal da plataforma.
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
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3.4 Sarjetas de Aterro
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
48
3.4 Sarjetas de Aterro
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
49
3.4 Sarjetas de Aterro
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
50
3.4 Sarjetas de Aterro
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
51
3.4 Sarjetas de Aterro
 
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
52
3.4 Sarjetas de Aterro
 
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
53
3.4 Sarjetas de Aterro
 
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
54
3.4 Sarjetas de Aterro
 
Verificação da velocidade de projeto:
	Quando a velocidade de escoamento ultrapassar a máxima permissível, ou seja, a velocidade limite de erosão, que pode ser calculada de acordo com a equação da continuidade deve-se usar dissipadores de energia, ou reduzir o espaçamento entre saídas d'água. Com este procedimento, reduz-se a altura da lâmina d´água, de forma a obter a velocidade de escoamento abaixo dos valores críticos de erosão.
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VALETAS DO CANTEIRO CENTRAL
3.5 Valetas do canteiro central
CONCEITO/OBJETIVO
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	Dispositivo encontrado, geralmente, em rodovias projetada com pista dupla, isto é, onde as pistas são separadas por um canteiro central côncavo.
	A valeta do canteiro central tem como objetivo captar as águas provenientes das pistas e do próprio canteiro central e conduzi-las longitudinalmente até serem captadas por caixas coletoras de bueiros de greide.
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Entre pistas duplas projetadas;
Coletar e conduzir as águas provenientes nas pistas.
CARACTERISTICAS/APLICAÇÃO
3.5 Valetas do canteiro central
TIPOS DE SEÇÕES:
Triangular
Trapezoidais; 
Retangulares; . 
Circular. 
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ELEMENTOS DE PROJETO 
Em pontos que as faces tem as declividades coincidentes
 com os taludes do canteiro.
Quando ocorrer a insuficiência hidráulica das seções de forma triangular.
3.5 Valetas do canteiro central
Materiais de revestimento:
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ELEMENTOS DE PROJETO 
3.5 Valetas do canteiro central
 Revestimento vegetal (inconveniente do alto custo de conservação);
Sem revestimento vegetal(devem ser evitadas, a não ser em caso de canteiros largos e planos).
	Na execução do revestimento das valetas do canteiro central devem ser obedecidas as Especificações de Serviço DEP-ES-D 01-88 e demais recomendações feitas para a valeta de corte.
ELEMENTOS DE PROJETO 
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Figura 12: Valetas do canteiro central.
3.5 Valetas do canteiro central
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
61
 
	Dimensionamento hidráulico da valeta do canteiro central segue a mesma metodologia para sarjeta de corte baseada na fórmula de Manning associada à equação de continuidade.
3.5 Valetas do canteiro central
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DESCIDAS D’ÁGUA
3.6 Descidas d’água
CONCEITO/OBJETIVO
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	Dispositivo de drenagem que objetiva conduzir as águas captadas por outros dispositivos de drenagem, pelos taludes de corte e aterro.
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CARACTERISTICAS/APLICAÇÃO
3.6 Descidas d’água
Tratando-se de cortes, as descidas d'água têm como objetivo principal conduzir as águas das valetas quando atingem seu comprimento crítico, ou de pequenos talvegues, desaguando numa caixa coletora ou na sarjeta de corte.
No aterro as descidas d'água conduzem as águas provenientes das sarjetas de aterro quando é atingido seu comprimento crítico, e nos pontos baixos, através das saídas d'água, desaguando no terreno natural.
As descidas d'água também atendem, no caso de cortes e aterros, às valetas de banquetas quando é atingido seu comprimento crítico e em pontos baixos.
Não raramente, devido à necessidade de saída de bueiros elevados desaguando no talude do aterro, as descidas d'água são necessárias visando conduzir o fluxo pelo talude até o terreno natural.
As descidas d'agua podem ter a seção de vazão das seguintes formas:
Retangulares(em calha tipo rápido ou em degraus); . 
Semicircular(meia cana, de concreto ou metálica);
Em tubos de concreto ou metálicos.
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ELEMENTOS DE PROJETO 
3.6 Descidas d’água
ELEMENTOS DE PROJETO 
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Figura
14: Descidas d’água.
3.6 Descidas d’água
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
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 O dimensionamento pode ser feito por dois métodos a saber: 
Pela fórmula empírica, baseada em experiências de laboratório, ou através da teoria hidráulica do movimento uniformemente variado.
A escolha do método depende da precisão que se queira dar aos cálculos. Evidentemente o segundo método é mais preciso, embora o primeiro possa ser considerado satisfatório para obras de repercussão econômica menos significativa.
3.6 Descidas d’água
68
SAÍDAS D'ÁGUA
3.7 Saída d’água
CONCEITO/OBJETIVO
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	As saídas d'água, nos meios rodoviários também denominados de entradas d'água, são dispositivos destinados a conduzir as águas coletadas pelas sarjetas de aterro lançando-as nas descidas d'agua. São, portanto, dispositivos de transição entre as sarjetas de aterro e as descidas d'água.
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CARACTERISTICAS/APLICAÇÃO
	Localizam-se na borda da plataforma, junto aos acostamentos ou em alargamentos próprios para sua execução, nos pontos onde é atingido o comprimento crítico da sarjeta, nos pontos baixos das curvas verticais côncavas, junto às pontes, pontilhões e viadutos e, algumas vezes, nos pontos de passagem de corte para aterro.
3.7 Saída d’água
Considerando sua localização as saídas d'água devem ser projetadas obedecendo aos critérios:
Greide em rampa (neste caso o fluxo d'água se realiza num único sentido);
 Curva vertical côncava, (neste caso o fluxo d'água se dá nos dois sentidos).
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ELEMENTOS DE PROJETO 
3.7 Saída d’água
72
ELEMENTOS DE PROJETO 
Figura 15:.Greide em rampa. 
3.7 Saída d’água
73
ELEMENTOS DE PROJETO 
Figura 16:Curva vertical côncava.
3.7 Saída d’água
Materiais de revestimento:
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ELEMENTOS DE PROJETO 
Revestidas com concreto com a superfície lisa: As saídas d'água de concreto são executadas no local conjuntamente com as descidas d'água.
Revestidas com chapas metálicas: São moldadas no canteiro de obra e fixadas no local, através de chumbadores.
	
3.7 Saída d’água
ELEMENTOS DE PROJETO 
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Figura 17: Saída d’água.
3.7 Saída d’água
Entrada d’água
Saída d’água
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
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	O dimensionamento hidráulico da saída d'água consiste em determinar a largura da entrada de forma
Onde temos:
L = comprimento da abertura na sarjeta ou largura da saída d'água, de modo a interceptar
todo o seu fluxo (m);
Q = descarga afluente peia sarjeta (m3/s);
g = aceleração da gravidade (m/s2);
y = altura do fluxo na sarjeta em m;
K = coeficiente, função da declividade, tomado igual a 0,20 para declividades da sarjeta
entre 2% e 5%, (adimensional).
3.7 Saída d’água
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
77
	A determinação dos demais elementos constituintes da saída d'água pode ser feita como se segue, conhecidas "a priori" a largura B e a altura H da descida d'água:
 O espaçamento entre o alinhamento da sarjeta e o início da descida, X deve ser igual a 2,5 vezes a largura da descida d'água, B.
 O raio da curva da concordância entre a saída d'água e a descida d'água deve ser igual a altura H da descida.
 O valor mínimo recomendado para a largura da saída d'água é de 7 vezes a largura B da descida d'água.
3.7 Saída d’água
FONTES
78
http://www.dtt.ufpr.br/TransportesA/Arquivos/ApostilaDrenagem-2008.pdf
 
http://techne.pini.com.br/engenharia-civil/126/artigo285397-1.aspx
 
http://wwwo.metalica.com.br/sistemas-de-drenagem-em-pavimentos
http://www1.dnit.gov.br/arquivos_internet/ipr/ipr_new/manuais/manual_drenagem_rodovias.pdf
OBRIGADO!