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Prof. Vinícius C. Patrizzi
ESTRADAS E
AEROPORTOS
DRENAGEM
SUPERFICIAL
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DRENAGEM SUPERFICIAL
2
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DRENAGEM SUPERFICIAL
3
OBJETIVOS
INTERCEPTAR AS ÁGUAS QUE POSSAM ATINGIR A PLATAFORMA
VIÁRIA E CONDUZI-LAS PARA LOCAL ADEQUADO
CONTROLE DE EROSÃO DOS TALUDES DE CORTE E ATERRO
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DRENAGEM SUPERFICIAL
4
TIPOS
VALETAS DE PROTEÇÃO DE CORTE/ATERRO
VALETAS DE BERMAS DE CORTE/ATERRO
SARJETAS DE PÉ DE CORTE/ATERRO
VALETAS DO CANTEIRO CENTRAL
CLASSIFICAÇÃO
QUANTO À FORMA
MEIA CANA / TRIANGULAR / RETANGULAR / TRAPEZOIDAL
QUANTO AO REVESTIMENTO
GRAMA / CONCRETO / PEDRA MARROADA
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DR-1A
SARJETA TRIANGULAR DE CORTE
5
REVESTIMENTO EM GRAMA EM PLACAS
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DR-1B
SARJETA TRIANGULAR DE CORTE
6
REVESTIMENTO EM CONCRETO
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DR-2A
VALETA DE CANTEIRO CENTRAL
7
REVESTIMENTO EM GRAMA
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DR-2B
VALETA DE CANTEIRO CENTRAL
8
REVESTIMENTO EM CONCRETO
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DR-3A
VALETA DE PROTEÇÃO TRAPEZOIDAL
9
REVESTIMENTO EM GRAMA
PROTEÇÃO DE CRISTA DE CORTE
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DR-3A
VALETA DE PROTEÇÃO TRAPEZOIDAL
10
REVESTIMENTO EM GRAMA
PROTEÇÃO DE PÉ DE ATERRO
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DR-3B
VALETA DE PROTEÇÃO TRAPEZOIDAL
11
REVESTIMENTO EM CONCRETO
PROTEÇÃO DE CRISTA DE CORTE
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DR-3B
VALETA DE PROTEÇÃO TRAPEZOIDAL
12
REVESTIMENTO EM CONCRETO
PROTEÇÃO DE PÉ DE ATERRO
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DR-3B
VALETA DE PROTEÇÃO TRAPEZOIDAL
13
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DR-5A
CANALETA RETANGULAR DE BORDA DE ATERRO
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DR-6
SARJETA TRIANGULAR DE BORDA DE ATERRO
15
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DRENAGEM SUPERFICIAL
16
DIMENSIONAMENTO
VAZÃO DE ENTRADA – MÉTODO RACIONAL
C = Coeficientes de infiltração
C = 0,35 / 0,70 / 0,90
i = intensidade pluviométrica = f (tc, T)
tc = tempo de concentração = 5 minutos
T = período de retorno = 10 anos
A = seção de contribuição
6,3
AiCQe
(m³/s/m)
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DRENAGEM SUPERFICIAL
17
DIMENSIONAMENTO
VELOCIDADE DE ESCOAMENTO – FÓRMULA DE MANNING
V = Velocidade
RH = Raio Hidráulico
I = Declividade Longitudinal do Dreno
n = coeficiente de rugosidade
n
IRV H
2/13/2 (m/s)
Molhado Perímetro
Molhada Seção
P
SRH
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DRENAGEM SUPERFICIAL
18
DIMENSIONAMENTO
VAZÃO DE SAÍDA – EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE
CÁLCULO DO COMPRIMENTO CRÍTICO (L)
SVQs (m³/s/m)
),( QsQefL
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DISPOSITIVOS DE DRENAGEM
DRENAGEM SUPERFICIAL
19
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Transposição de Segmentos de Sarjeta
20
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Transposição de Segmentos de Sarjeta
21
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Saída e Descida D’água em Talude
22
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Dissipador de Energia
23
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Bueiro de Greide
24
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Caixa Coletora
25
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Vala Lateral e Corta-Fio
26
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DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
27
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DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
28
OBJETIVOS
PROTEÇÃO CONTRA INFILTRAÇÕES DIRETAS DE PRECIPITAÇÕES
ASCENÇÃO DE LENÇÓIS D’ÁGUA SUBTERRÂNEOS
DISPOSITIVOS
CAMADA DRENANTE
DRENOS RASOS LONGITUDINAIS
DRENOS LATERAIS DE BASE
DRENOS TRANSVERSAIS
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FONTES DE ÁGUA NA ESTRUTURA
29
INFILTRAÇÃO
TRINCAS E JUNTAS NA SUPERFÍCIE
JUNÇÃO PISTA / ACOSTAMENTO
ASCENÇÃO
LENÇOL FREÁTICO
EFEITO CAPILAR
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FONTES DE ÁGUA NA ESTRUTURA
30
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FONTES DE ÁGUA NA ESTRUTURA
31
![Page 32: ESTRADAS E AEROPORTOS DRENAGEM SUPERFICIAL](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012506/6181460f75f099378947203b/html5/thumbnails/32.jpg)
FONTES DE ÁGUA NA ESTRUTURA
32
Pavimento de Concreto de Cimento Portland
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FORMAS DE MOVIMENTAÇÃO DA ÁGUA
33
DIFERENÇA DE ELEVAÇÃO (GRAVITACIONAL)
DIFERENÇA DE TEMPERATURA OU PRESSÃO
CAPILARIDADE
FORÇA OSMÓTICA
FLUXO SATURADO
GRADIENTE DEVIDO A DIFERENÇA DE ELEVAÇÃO
FLUXO NÃO SATURADO
GRADIENTE FORNECIDO PELA CAPILARIDADE E DIFERENÇA DE
TEMPERATURA
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EFEITO ADVERSO DA ÁGUA
34
FORÇAS DE PERCOLAÇÃO OU SUB-PRESSÃO GERAM FLUXOS INTERNOS E SATURAÇÃO
AMOLECIMENTO DAS CAMADAS DE FUNDAÇÃO QUANDO SE TORNAM SATURADAS E/OU MANTÉM-SE POR PERÍODOS PROLONGADOS
DESAGREGAÇÃO E TRINCAMENTO DE MATERIAIS PELA INTERAÇÃO COM A UMIDADE EXCESSIVA
CARREAMENTO E MIGRAÇÃO DE PARTÍCULAS DE SOLO PARA UM PONTO DE SAÍDA, PROPORCIONANDO “PIPING” OU EROSÃO (BOMBEAMENTO)
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O PROBLEMA DA ÁGUA NOS PAVIMENTOS
35
Pavimento Asfáltico
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O PROBLEMA DA ÁGUA NOS PAVIMENTOS
36
Pavimento de Concreto de Cimento Portland
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INFLUÊNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
37
Pavimento Asfáltico
Parâmetro Valores Adotados
Período de projeto (anos) 8
Perda de serventia - DPSI 2,00
Tráfego – NUSACE 7,46 x 107
Tráfego – NAASHTO 1,97 x 107
Módulo de resiliência do subleito (MPa) 50
Coeficiente de Drenagem – BGS (mi) 1,40
Desvio Padrão 0,45
Confiabilidade (%) 90
Número Estrutural Inicial – SN 5,76
Índice de Serventia Final - Pt 2,5
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INFLUÊNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
38
Pavimento Asfáltico
MaterialEspessura
(cm)
Módulo de
Resiliência
(Mpa)
Coeficiente
Estrutural
(ai)
Coeficiente
Drenagem
(mi)
Número Estrutural Resultante (SN) = 4,92/5,42/5,76
-
0,40/1,00/1,40
1,0
-
3.500,0
300,0
7.500,0
50,0
0,44
0,18
0,28
-
Concreto Betuminoso Usinado a Quente
(CBUQ)
Brita Graduada Simples (BGS)
Brita Graduada Tratada com Cimento
(BGTC)
Subleito Estabilizado (CBR > 5%)
15,0
12,0
18,0
-
07,8Mlog32,2
1SN
109440,0
5,12,4
PSIlog
20,01SNlog36,9SZWlog R
19,5
0R18
D
33322211 mDamDaDaSN
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INFLUÊNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
39
Pavimento Asfáltico
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
Pre
se
nt S
erv
ice
In
de
x -
PS
I
W18
Método da AASHTO/93 - Pavimento Asfáltico Invertido Rodoanel Sul Sensibilidade: Drenagem
Drenagem excelente (mi_bgs=1,40)
Drenagem média (mi_bgs=1,00)
Drenagem péssima (mi_bgs=0,40)
Drenagem excelente - após intervenção
Drenagem média - após intervenção
Drenagem péssima - após intervenção
Pt - Limite Final de Serventia
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INFLUÊNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
40
Pavimento Asfáltico
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
1,00E+05 1,00E+06 1,00E+07 1,00E+08
An
o d
e O
pe
raç
ão
Número de Solicitações Equivalentes Acumuladas do Eixo Padrão - W18
Projeção do Tráfego (Número N)
![Page 41: ESTRADAS E AEROPORTOS DRENAGEM SUPERFICIAL](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012506/6181460f75f099378947203b/html5/thumbnails/41.jpg)
INFLUÊNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
41
Pavimento de Concreto de Cimento Portland
Parâmetro Valores
Adotados
Período de projeto (anos) 20
Perda de serventia - DPSI 2,00
Tráfego - NAASHTO RÍGIDO 1,44 x 108
Módulo de ruptura (MPa) 5,30
Módulo de elasticidade (MPa) 30.000
Módulo de reação (MPa/m) 80
Coeficiente de transferência de carga - J 2,50
Coeficiente de drenagem - Cd 1,25 / 1,00 / 0,70
Desvio Padrão 0,30
Confiabilidade (%) 70
Acostamento de Concreto SIM
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INFLUÊNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
42
Pavimento de Concreto de Cimento Portland
MaterialEspessura
(cm)
Brita Graduada Tratada com Cimento
(BGTC)10,0
Subleito Estabilizado (CBR > 5%) -
Placa de Concreto de Cimento Portland
(CCP)24,0
Concreto Compactado com Rolo (CCR) 10,0
D
25,0
75,0
75,0
t
46,8
70R18
K
Ec
42,18DJ63,215
132,1DCdSclogp32,022,4
1D
10624,11
5,15,4
PSIlog
06,01Dlog35,7SZWlog
![Page 43: ESTRADAS E AEROPORTOS DRENAGEM SUPERFICIAL](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012506/6181460f75f099378947203b/html5/thumbnails/43.jpg)
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
Pre
se
nt S
erv
ice
In
de
x -
PS
I
W18
Método da AASHTO/93 - Pavimento de CCP Rodoanel Sul - Sensibilidade: Drenagem
Drenagem excelente (Cd=1,25)
Drenagem média (Cd=1,00)
Drenagem péssima (Cd=0,70)
Pt - Limite Final de Serventia
INFLUÊNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
43
Pavimento de Concreto de Cimento Portland
![Page 44: ESTRADAS E AEROPORTOS DRENAGEM SUPERFICIAL](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012506/6181460f75f099378947203b/html5/thumbnails/44.jpg)
INFLUÊNCIA NO DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
44
Pavimento de Concreto de Cimento Portland
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
1,00E+05 1,00E+06 1,00E+07 1,00E+08 1,00E+09
An
o d
e O
pe
raç
ão
Número de Solicitações Equivalentes Acumuladas do Eixo Padrão - W18
Projeção do Tráfego (Número N)
![Page 45: ESTRADAS E AEROPORTOS DRENAGEM SUPERFICIAL](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012506/6181460f75f099378947203b/html5/thumbnails/45.jpg)
CONCEITOS DE PROJETO DE DRENAGEM
45
OBJETIVO
MANTER MATERIAIS NÃO SATURADOS
EVITAR EXPOSIÇÃO À UMIDADE ELEVADA
TIPOS DE CONTROLE
SELAR O PAVIMENTO E EVITAR INFILTRAÇÃO
UTILIZAR MATERIAIS POUCO SENSÍVEIS A UMIDADE
PROVIDENCIAR DRENAGEM ADEQUADA PARA RETIRAR A UMIDADE
O MAIS RÁPIDO POSSÍVEL
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DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
46
HIPÓTESES
DRENAR SOMENTE A ÁGUA INFILTRADA CAMADA DRENANTE POSICIONADA IMEDIATAMENTE ABAIXO DO
REVESTIMENTO
CRITÉRIOS DE PROJETO
CONTINUIDADE DO FLUXO TEMPO DE DRENAGEM
NECESSIDADE DE DISPOSITIVOS
i > 1500 mm / ano VDM > 500 veículos comerciais
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DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
47
INFILTRAÇÕES DE PROJETO
CEDERGREN ET AL – 1973
RIDGWAY – 1975 - AASHTO
ano 1T
hora 1t
CCP - rígido Pavimento - 0,67 a 0,50 C
asfáltico toRevestimen - 0,50 a 33,0
r
C
C
iCIP
juntas entre oespaçament C
faixas de número N
juntasou trincasdas ocompriment
trincade pés / dia/pés 4,2 3
W
q
WCs
Wc
W
NcqQ
![Page 48: ESTRADAS E AEROPORTOS DRENAGEM SUPERFICIAL](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012506/6181460f75f099378947203b/html5/thumbnails/48.jpg)
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
48
CAMADA DRENANTE
ELEMENTOS DE PROJETO
DECLIVIDADES LONGITUDINAL / TRANSVERSAL
LARGURAS DAS FAIXAS / ACOSTAMENTOS
POSIÇÃO DO DRENO
ESPESSURAS DAS CAMADAS
TIPOS DE MATERIAL
FAIXAS GRANULOMÉTRICAS
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DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
49
CAMADA DRENANTE
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO – LEI DE DARCY
LeA
AikQ
DiCQ
100
24Cálculo da espessura:
Ik
DiCe
100
24Cálculo da permeabilidade:
cmeer
Ie
DiCk
2
100
24
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DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
50
COEFICIENTES DE PERMEABILIDADE (k)
Material k (cm/s)
Brita 5 100
Brita 4 80
Brita 3 45
Brita 2 25
Brita 1 15
Pedrisco 5
Areia Grossa 1 a 0,1
Areia Fina 10-2
a 10-4
Areia Siltosa 10-4
a 10-5
Areia Argilosa 10-4
a 10-6
Argila Silto-arenosa 10-5
a 10-7
Bidim 4 x 10-1
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DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
51
DRENOS RASOS LONGITUDINAIS
ELEMENTOS DE PROJETO
TIPOS DE DRENO (CEGO / TUBULAR)
SEÇÃO HIDRÁULICA
TIPO DE MATERIAL – k > CAMADA DRENANTE
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DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
52
DRENOS RASOS LONGITUDINAIS – DIMENSIONAMENTO
HIDRÁULICO
DRENO CEGO – LEI DE DARCY
DRENO TUBULAR – LEI DE CHEZY - MANNING
AikQmáx
P
máxcrítico
Hmáx
Q
QI
n
IRSQ
2/13/2
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DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
53
DRENOS RASOS LONGITUDINAIS – DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
CÁLCULO DO TEMPO MÁXIMO DE PERMANÊNCIA D’ÁGUA NA CAMADA FILTRANTE
V = velocidade de percolação
K = coeficiente de permeabilidade
i = gradiente hidráulico
ne = porosidade efetiva do material usado
L = espaçamento entre saídas V
Lt
n
iKV
A
AiK
t
e
ef
máx
efA
QV
hora 1
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DISPOSITIVOS DE DRENAGEM
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
54
![Page 55: ESTRADAS E AEROPORTOS DRENAGEM SUPERFICIAL](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012506/6181460f75f099378947203b/html5/thumbnails/55.jpg)
Drenos Transversais e Longitudinais Rasos
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![Page 56: ESTRADAS E AEROPORTOS DRENAGEM SUPERFICIAL](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012506/6181460f75f099378947203b/html5/thumbnails/56.jpg)
Drenos Subsuperficiais – Detalhes Complementares
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![Page 57: ESTRADAS E AEROPORTOS DRENAGEM SUPERFICIAL](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012506/6181460f75f099378947203b/html5/thumbnails/57.jpg)
Locais para Implantação de Drenos Longitudinais e
Transversais em Corte e em Aterro
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Esquema Geral de Drenagem
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Esquema Geral de Drenagem
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