DRENAGEM DO PAVIMENTO. Prof. Ricardo Melo 1. INTRODUÇÃO 2. TIPOS DE DISPOSITIVOS SEÇÃO TRANSVERSAL DE UM PAVIMENTO

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA Departamento de Engenharia Civil e Ambiental Disciplina: Estradas e Transportes II Laboratório de Geotecnia e Pavimentação SEÇÃO TRANSVERSAL DE UM PAVIMENTO DRENAGEM DO PAVIMENTO CBR = 80% Prof. Ricardo Melo Fonte: (2010) 1. INTRODUÇÃO Evitar que infiltrações diretas infiltrações diretas das precipitações pluviométricas e provenientes de lençóis d água subterrâneos alcancem as camadas e danifiquem o pavimento Tipo de drenagem cada vez mais usada Condições para uso: Altura pluviométrica anual > mm VDM > 500 veículos comerciais (ônibus e caminhão) 2. TIPOS DE DISPOSITIVOS Camada (base ou sub-base) drenante Camada abaixo do revestimento Dreno raso longitudinal Dispositivo que coleta a água da camada drenante Dreno lateral de base Dispositivo que coleta a água da base Drenos transversais Usado em pontos baixos de curva e serve para drenar a água proveniente do dreno raso Camada drenante e dreno raso longitudinal Dreno lateral de base Revestimento Acostamento ATERRO Base de graduação aberta Tubo Dreno Sub-base ou base Saída d água Fonte: (2011) 1

2 Dreno lateral de base Dreno transversal (uso em ferrovia) Duplicação da BR-101 na Paraíba (mai/2007) Trecho: divisa com estado de Pernambuco Foto: Melo (2007) Fonte: América Tecnologia... (2007) DRENAGEM PROFUNDA DRENAGEM PROFUNDA Prof. Ricardo Melo A drenagem profunda visa manter o lençol freático entre 1,5m a 2,0m abaixo do subleito da rodovia Função: retirar águas do interior do pavimento e evitar que o mesmo se danifique Elemento: dreno profundo Dreno longitudinal profundo Revestimento Acostamento CORTE OUTROS TIPOS DE DRENAGEM PROFUNDA Drenos espinha de peixe Colchão drenante Drenos sub-horizontais profundos Drenos verticais de areia Base de graduação aberta Dreno Profundo Tubo Dreno Sub-base ou base 2

3 Drenos em espinha de peixe Colchão drenante Vista em planta eixo Obra: duplicação da BR-101 na Paraíba Fonte: Melo (2006) Dreno sub-horizontal profundo Drenos verticais de areia Vista de frente Seção transversal aterro Drenos verticais de areia ; [2012?] Dreno vertical pré-fabricado Dreno vertical (geodreno) Fonte: [2012?] Fonte: acervo do autor 3

4 Cravação do geodreno DRENO PROFUNDO Definição: dispositivo que se destina a recolher e dar saída às águas subterrâneas existentes no interior dos terrenos (Glossário...; DNER, 1997) Os drenos profundos têm por objetivo interceptar o fluxo da água subterrânea através do rebaixamento do lençol freático, impedindo-o de atingir o subleito Fonte: Exército Brasileiro (mai/2006) ELEMENTOS DE PROJETO O dreno profundo é constituído por: Vala Materiais drenante e filtrante Tubo Juntas Caixas de inspeção Estruturas de deságue Valas As valas são abertas de forma manual ou mecânica Dimensões Fundo: largura mínima de 50 cm Boca: largura do fundo mais 10 cm Altura: 1,50 m a 2,00 m (depende da profundidade do lençol freático) Abertura de vala Colocação da manta geotêxtil Fonte: Melo (2008) 4

5 Materiais usados em drenos Colocação de material drenante O material de enchimento da vala pode ser: Material filtrante Função: permitir o escoamento da água sem carrear finos e consequentemente evitar a colmatação do dreno Tipos: areia, agregados britados, geotêxtil Material drenante: Função: captar e ao mesmo tempo conduzir as águas a serem drenadas Tipos: britas, seixo rolado, cascalho grosso lavado Fonte: Melo (2008) Tubos Tubo em concreto poroso Função: coletar e conduzir a água até um deságue seguro Tipos: tubos de concreto, cerâmicos, de fibro-cimento, de materiais plásticos e metálicos Dimensões: Tubo: diâmetros comerciais entre 5cm e 25cm (ou diâmetros maiores podem ser confeccionados se for necessário) Furos (tubo de concreto): 6mm a 10mm Ranhuras (plástico flexível): 0,6mm a 10mm Fonte: Melo (2008) Tubo dreno corrugado, flexível, fabricado em PEAD (Polietileno de Alta Densidade) Tubo dreno corrugado, flexível, fabricado em PEAD (Polietileno de Alta Densidade) Fonte: Kanaflex (2004) Fonte: [2012?] 5

6 Drenos longitudinais profundos para corte em solos DPS 01 DPS 08 Fonte: Álbum... (DNIT, 2006) Localização dos drenos Em locais onde haja necessidade de interceptar e rebaixar o lençol freático, geralmente nas proximidades dos acostamentos Nos trechos em corte, instalar no mínimo, a 1,50m do pé dos taludes, para evitar futuros problemas de instabilidade Podem ser instalados sob os aterros, quando ocorrer a possibilidade de aparecimento de água livre, bem como quando forem encontradas camadas permeáveis sobrepostas a outras impermeáveis, mesmo sem a presença de água na ocasião da pesquisa do lençol freático Drenos em cortes Dreno em corte Fonte: acervo do autor (2010) Disposição em planta das saídas dos drenos profundos Saída de dreno Duplicação da BR-101 na Paraíba, fronteira com Pernambuco (out/2007) Fonte: Álbum... (DNIT, 2006) Foto: Melo (2007) 6

7 DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO Escolha de materiais Legenda: d= diâmetro do grão corresponde a porcentagem i (%) passando; F= material filtrante; S= solo a drenar; d e= diâmetro do furo do tubo Dimensionamento hidráulico: escolha de materiais Condição de permeabilidade Dimensionamento hidráulico: escolha de materiais Condição de permeabilidade Condição de não entupimento de material filtrante Dimensionamento hidráulico: escolha de materiais Condição de permeabilidade Condição de não entupimento de material filtrante Condição de não entupimento do tubo Dimensionamento hidráulico: escolha de materiais Curvas granulométricas Condição de permeabilidade Condição de não entupimento de material filtrante Condição de não entupimento do tubo Condição de uniformidade 7

8 Coeficientes de permeabilidade e graduação dos materiais Perfil do lençol freático rebaixado Cálculo do diâmetro dos tubos Vazão de projeto Cálculo do diâmetro dos tubos Vazão de projeto (lei de Darcy) Q K 2 X H Q : vazão de projeto (m 3 /s.m) contribuição de apenas um lado do dreno (multiplicar por 2, caso haja contribuição dos 2 lados) K : coeficiente de permeabilidade (m/s) H : altura máxima do lençol (m) X : distância entre o tubo e o ponto de altura máxima do lençol (m) 2 Cálculo do diâmetro dos tubos O diâmetro pode ser calculado pelas expressões... A vazão deve ser o dobro da vazão calculada pela lei de Darcy, pois o tubo deve trabalhar a meia-seção Cálculo do diâmetro dos tubos O diâmetro pode ser calculado pelas expressões de Scobey, Hazen-Willians ou Manning A vazão deve ser o dobro da vazão calculada pela lei de Darcy, pois o tubo deve trabalhar a meia-seção Scobey 0,625 0,5 v 0,269 c D I Q 0,2113 c 2,625 D 0,5 I Hazen-Willians v 0,355 c 0,63 D 0,54 I Q 0,2785 c 2,63 D 0,54 I 8

9 Cálculo do diâmetro dos tubos Em que: V : velocidade de escoamento (m/s) c : coeficiente de rugosidade = 132, para concreto liso, bem acabado e tubos de cerâmica, com uso da expressão de Scobey = 120, expressão de Hazen-Willians; e = 0,015 a 0,016, para tubo de plástico, flexível e corrugado, expressão de Manning d : diâmetro do tubo (m) I : declividade do dreno (m/m) Espaçamento entre drenos longitudinais Determinação do número de linhas de drenos que são necessários a drenagem da área E 2 K q E = espaçamento das linhas dos drenos (m); h = altura do lençol freático acima da linha dos drenos, após sua construção (m); K = condutividade hidráulica do solo (m/s); q = contribuição da infiltração por m 2 de área sujeita à precipitação (m 3 /s/m 2 ); L = largura da meia-plataforma. h Quantidade de linhas de tubo Implantação de dreno em estrada n 2L E Em que: n: número de linhas de tubo-dreno; 2L: largura da plataforma (m); E: espaçamento entre drenos (m); 1 Fonte: "Que os maus não matem os bons nem os bons matem os maus. Digo sem hesitação que não existem assassinos bons. Pablo Neruda (Chile, ) 9