Drenagem Rodoviária – Entenda a Transposição de Talvegues com Bueiros

Em sua função primordial, a drenagem de uma rodovia deve eliminar a água que, sob qualquer forma, atinge o corpo estradal, captando-a e conduzindo-a para locais em que menos afete a segurança e durabilidade da via.

Basicamente, a drenagem rodoviária é composta por transposição de talvegues, drenagem superficial, drenagem do pavimento, drenagem subterrânea ou profunda e drenagem de travessia urbana.

 Transposição de Talvegues

No caso da transposição de talvegues, essas águas originam-se de uma bacia e que, por imperativos hidrológicos e do modelado do terreno, têm que ser atravessadas sem comprometer a estrutura da via, conforme mostrado na Figura 1. Esse objetivo é alcançado com a introdução de uma ou mais linhas de bueiros sob os aterros ou construção de pontilhões ou pontes transpondo os cursos d’água, obstáculos a serem vencidos pela rodovia.

Figura 1 – Bacia de Contribuição e Talvegue a ser Transposto

As obras para transposição dos talvegues podem ser bueiros, pontilhões e pontes (ver Figura 2).

Figura 2 – Obras para Transposição de Talvegues

Bueiros

Na literatura técnica há várias definições para bueiros, mas para fins didáticos será abordada nessa postagem a seguinte:

“Bueiro é um buraco circular ou quadrado praticado num muro, terreno ou estrada, com tubulação embutida para dar escoamento a águas pluviais, lençóis subterrâneos, riachos, rios etc.”

 Segundo o DNIT, os bueiros são obras destinadas a permitir a passagem livre das águas que acorrem as estradas. Compõem-se de bocas e corpo.

Os bueiros podem ser classificados em quatro classes, a saber:

• quanto à forma da seção;
• quanto ao número de linhas;
• quanto aos materiais com os quais são construídos;
• quanto à esconsidade.

Quanto à forma da seção, são tubulares, quando a seção for circular; celulares, quando a seção transversal for retangular ou quadrada; especial, elipses ou ovóides, quando tiver seções diferentes das citadas anteriormente, como é o caso dos arcos, por exemplo.

Quanto ao número de linhas, são simples, quando só houver uma linha de tubos, de células etc; duplos e triplos, quando houver 2 ou 3 linhas de tubos, células etc.

Quanto ao material, os materiais atualmente usados para a construção de bueiros no DNIT são de diversos tipos: concreto simples, concreto armado, chapa metálica corrugada ou polietileno de alta densidade, PEAD, além do PRFV – plástico reforçado de fibra de vidro

Quanto à esconsidade, os bueiros podem ser normais (quando o eixo do bueiro coincidir com a normal ao eixo da rodovia) e esconsos (quando o eixo longitudinal do bueiro fizer um ângulo diferente de zero com a normal ao eixo da rodovia). A Figura 3 apresenta a distinção entre as situações de esconsidade do bueiro ou não.

Figura 3 – Disposição de um Bueiro Quanto a Esconsidade

A terminologia de nomenclatura dos bueiros é apresentada em função das características supracitadas, sendo:

Dimensionamento de Bueiros

No dimensionamento, um bueiro pode:

• Funcionar como canal;
• Funcionar como orifício; e
• Funcionar como Vertedouro.

Um bueiro funciona como canal quando as extremidades de montante e jusante não se encontram submersas, como vertedouro quando a altura da água sobre a borda superior nula e como orifício quando trabalha com carga hidráulica,  isto é, com a entrada submersa.

As Figuras 4 e 5 ilustram as duas primeiras situações:

Figura 4 – Bueiro Trabalhando como Canal

Figura 5 – Bueiro Trabalhando como Orifício

Toda a técnica de drenagem na construção rodoviária se apoia na hidrodinâmica que é a ciência que trata da mecânica dos fluidos, ou seja, trata do movimento dos fluidos.

É importante para o processo de dimensionamento, que o projetista conheça a vazão da bacia de contribuição afluente ao ponto necessário de transposição de talvegue. O cálculo dessa vazão é realizado por meio do Método Racional. Tal método apresenta o calculo da vazão afluente em função do coeficiente de escoamento superficial, da intensidade de chuva e da área da bacia de contribuição. A fórmula do referido método está mostrada na Figura 6.

 

Figura 6 – Fórmula utilizada no Método Racional

De conhecimento do vazão afluente ao bueiro, é necessário que o mesmo tenha capacidade de dar fluxo a esse fluido em movimento. Dessa forma, o bueiro deve ser dimensionado para tal finalidade. O cálculo da vazão em cada linha do bueiro é realizado em função da área molhada e do raio hidráulico da seção e também do coeficiente de manning (depende do material constituinte das paredes do bueiro) e de sua inclinação.

A Figura 7 ilustra a seção de uma linha de bueiro tubular indicando que o Raio Hidráulico é calculado em função da Área Molhada e do Perímetro Molhado. Já a Figura 8 ilustra a seção de uma linha de bueiro celular.

Figura 7 – Seção de Vazão de uma Linha de Bueiro Circular

Figura 8 – Seção de Vazão de uma Linha de Bueiro Celular

Caso a capacidade de vazão da(s) linha(s) de bueiro(s) forem superiores a vazão afluente gerada pela bacia de contribuição, o dimensionamento estará completo, caso contrário outros cenários serão analisados.

Em um próximo post, vou mostrar um passo a passo de como dimensionar um bueiro, tanto para circulares quanto para celulares.

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