Valeta de Proteção de Corte

A valeta de proteção de corte, como o nome indica, é um dispositivo de captação do escoamento superficial em terreno natural, necessário para que este escoamento não atinja o talude de corte provocando sua erosão .

~ 3 m até 1,50 m

1 n

Plantio de Grama em Leivas

Material da Valeta apiloado Arredondamento Talude de Corte a 1 1 Figura 6.1.1.1

Valeta de Proteção de Corte, ou Valeta de Crista de Corte Trapezoidal

Revestimento de concreto ou grama ou alvenaria ou pedra argamassada

6.1.1.2 Sarjeta de Corte ou Valeta de Pé de Corte

A sarjeta de corte ou valeta de pé de corte, é o dispositivo de coleta, longitudinal, que realiza a captação das águas da plataforma e do talude de corte adjacente.

Revestimento Vegetal Talude de Corte 1 1 1 (V) 4 (H) n n PARAMENTO JUNTO AO ACOSTAMENTO Figura 6.1.1.2

Sarjeta de Corte, triangular 1(V):4(H) (n: segue o talude de corte)

variável ACOSTAMENTO

Revestimento de concreto ou grama ou alvenaria ou pedra arrumada (revestida ou não) Pavimentação

A sarjeta de corte encaminha as águas para o ponto de transição entre corte e aterro, onde deságua em valeta de pé de aterro, ou em uma caixa coletora de bueiro de greide. Na figura 6.1.1.2, se a dimensão variável da sarjeta resultar maior que 2.0m (pelos cálculos, deve-se substituir por seção trapezoidal.

6.1.1.3 Sarjeta de Aterro

A sarjeta de aterro é o elemento longitudinal responsável pela interceptação das águas da plataforma estradal, que potencialmente podem erodir a borda externa do acostamento, ou seja, o topo do talude de aterro.

6 (h) 1 (v) Acostamento Base de concreto Continuação da Pavimentação do Acostamento ou Binder Revestimento Vegetal de Aterro

Guia ( Meio Fio)

Figura 6.1.1.3

Sarjeta de Aterro - Exemplo com guia (meio-fio) e continuidade da pavimentação do acostamento

variável

Na sarjeta de aterro devem existir saídas d’água, que encaminham o fluxo para rápidos ou descidas em escada, que por sua vez, alcançam a valeta de pé de aterro, que conduz a água drenada ao talvegue natural. Na Figura 6.1.1.3, a dimensão varável da sarjeta depende do critério de inundação admissível; em geral adota-se no máximo 2,0m.

6.1.1.4 Valeta de Pé de Aterro

As valetas de pé de aterro são elementos longitudinais, do tipo canalete, localizados nas proximidades do pé de aterro, ou seja, na interseção do talude de aterro com o terreno natural.

Terreno Natural Material retirado da valeta, apiloado Terreno Natural Subjacente Figura 6.1.1.4 Valeta de Pé de Aterro 2,0 a 3,0m a Talude de Aterro 1 b Revestimento de concreto ou grama ou alvenaria ou pedra arrumada (argamassada ou não)

As valetas têm por objetivo a interceptação de águas no terreno natural, que poderiam correr pela interseção, provocando erosão, e a condução de águas da drenagem da plataforma, de cortes e de taludes do próprio aterro, para o talvegue transposto pela rodovia.

6.1.1.5 Valeta de Canteiro Central

A valeta do canteiro central é o elemento longitudinal de drenagem que capta as águas do próprio canteiro e de pistas que venham a contribuir no sentido transversal, para o canteiro central.

4 1 1 n Talude de Corte Arredondado Plataforma Canteiro Central ou Corte Afastado da Plataforma

Figura 6.1.1.5

Valeta de Canteiro Central ou Sarjeta de Corte com alargamento

2a

b

Concreto (fck > 15 MPa) ou

Revestimento Vegetal (enleivamento)

ou

A valeta do canteiro central conduzirá as águas ao longo da rodovia até uma caixa coletora de bueiro de greide que, normalmente, deságua já próximo ao talvegue natural.

6.1.1.6 Saídas d’água

As saídas d’água, por vezes designadas entradas d’água, são dispositivos de mudança de direção do fluxo de sarjetas de aterro. Esses dispositivos permitem o esgotamento da sarjeta, direcionando o escoamento para uma descida d’água.

A B

Sarjeta com Guia

Conexão com dispositivo de descida Acostamento Sarjeta de Aterro C C 4 1 B A (5/4)a a a a PLANTA CORTE B-B CORTE C-C Dispositivo de Descida Acostamento i = 5%

Nota: A saída d'água com dupla aproxomação (ponto baixo) é obtida pelo rebatimento em torno do eixo da descida CORTE A-A 1 4 Acostamento Inclinação Aproximada Min. 0,10m ou 0,20m p/ Saída dupla Sarjeta declividade da pista Figura 6.1.1.6 Saída d'água

Arranjo e dimensões mínimas sugeridas

As saídas d’água podem receber fluxo vindo de um só lado, ou de ambas as laterais.

6.1.1.7 Descidas d’água

As descidas d’água são elementos transversais da drenagem, concebidos para encami nhar o deságüe de outros dispositivos, em geral, longitudinais.

(Mínimo: 0,15m)

Nota: A saída d´água com dupla aproximação (ponto baixo) é obtida pelo rebatimento em torno do eixo da descida

Acostamento

Sarjeta de Aterro

Talude de Aterro

Descida d'água em Rápido

Valeta de Pé de Aterro Terreno Natural Caixa de Dissipação Inclinação Usual < 8,00 m 1,5 1 Figura 6.1.1.7a

Descida d'água de Pequena Altura - Rápido hrápido

Entrada D'água

rápido

Nota: 1) h = altura do rápido é função do dimensionamento, não devendo ultrapassar 8,0m em um só lance. 2) Concreto com acabamento especial

As descidas d’água são dispositivos que realizam da forma mais eficiente possível a descida do fluxo pelos taludes, tanto de corte como de aterro, ou até pela interseção entre ambos.

Descidas d’água são usadas, igualmente, para encaminhar o deságüe de bueiros menores, que têm saída elevada no talude de aterro.

As descidas d’água podem ser do tipo rápido, conforme mostradas na Figura 6.1.1.7a e podem ser em degraus, conforme Figura 6.1.1.7b.

Figura 6.1.1.7b

Descida d'água de aterro tipo escada

As descidas d’água em degraus têm a função de controlar a velocidade de descida, reduzindo o potencial erosivo no deságüe. Mais ainda, garantindo velocidades baixas durante a descida, elas minimizam a abrasão do concreto por sedimentos carreados pelo fluxo.

As descidas d’água requerem dissipação de energia e revestimento no deságüe, quando esse ocorre no terreno.

O equacionamento da dissipação de energia ao final das descidas d’água e dos dispositivos utilizados para promovê-la pode ser visto no item 10.3.3.2.6.

6.1.1.8 Canaletes ou Valetas de Banquetas

Os canaletes de banquetas, são os elementos condutores das águas de escoamento por sobre taludes.

São realizados nas banquetas de cortes e bermas de aterros, através de elementos de concreto que, por vezes têm também a função de recepção de águas de drenagem interna de maciços.

Sobre esses elementos de proteção da terraplenagem, deve-se consultar a publicação: “Ta ludes de Rodovias – Orientação para Diagnóstico e Soluções de seus Problemas”, Manual de Geotecnia, editado pelo Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo – DER (REFERÊNCIAS).

6.1.1.9 Caixas Coletoras

Nos projetos rodoviários em geral, prevê-se o uso de caixas coletoras, com a finalidade de receber águas de valetas de plataforma a serem esgotadas por bueiro de greide, coletar água de descidas d’água, coletar águas de pequenos talvegues, servindo como entrada de bueiros, em locais e condições em que se revelem inadequadas as soluções usuais de alas e testas. Podem também, ter a função de inspeção ou de ligação entre trechos de galerias, vide figura 6.1.1.9.

Figura 6.1.1.9 Caixas Coletoras

Sarjeta de corte Valeta de canteiro central

Bueiro de greide Caixa coletora e de passagem

As caixas coletoras são em geral executadas com concreto ou alvenaria revestida com cuidados especiais, uma vez que se trata de peças sujeitas a maior agressão do fluxo.

6.1.2 Concepção, Cuidados de Projeto e Execução dos Dispositivos

6.1.2.1 Valetas de Proteção de Corte

As valetas de proteção de corte são em geral de seção trapezoidal.

Admite-se a seção triangular, nos casos de pequena declividade, menos de 10%, do terreno natural. A seção retangular é mais apropriada para terrenos muito inclinados, mais de 20%, ou cortes em rocha alterada.

As seções são revestidas, em função das velocidades desenvolvidas ao longo da valeta, conforme Tabela 8.II, ao final do capítulo 8.

Na maioria dos casos o revestimento escolhido é o concreto, embora sejam tecnicamente viáveis e eventualmente mais econômicos os de alvenaria.

O concreto, com espessura mínima de 0,08 m e fCK de 15 MPa, satisfaz em geral as

exigências relativas a resistência, abrasão e impermeabilidade.

Há que se considerar especificações especiais para o concreto, quando forem freqüentes as águas ácidas, pH ≤ 5,5, ou necessidade de resistência a sulfatos.

A possibilidade de águas ácidas pode ser identificada, previamente, observando-se:

• conhecimento local de danos provocados por chuva ácida;

• águas ácidas de drenagem de maciços;

• recepção de águas de acessos a indústrias;

• intensidade de transporte de produtos capazes de produzir poluição difusa ácida;

• outros.

As juntas devem ser minimizadas e executadas com cuidado redobrado, pois são os pontos fracos das valetas, por onde começa a sua deterioração.

A valeta trapezoidal deve ser concebida com taludes laterais, em geral, próprios a aplicação do concreto, 1 (V) : 1 (H) por exemplo, ou mais abatidos, no caso de solos com menor estabilidade.

A dimensão mínima de largura de fundo recomendável é 0,20 m.

A mínima declividade longitudinal recomendável é 0,5%.

As valetas de proteção de corte deverão situar-se de 2,5 a 3 m de distância do topo do talude de corte (ver Figura 6.1.1.1) e, na sua execução, em geral manual, o solo retirado da escavação deve ser apiloado próximo à borda da valeta, do lado do corte, criando-se, dessa forma, algum “freeboard” extra, na valeta.

6.1.2.2 Sarjeta de Corte ou Valeta de Pé de Corte

A sarjeta de corte ou valeta de pé de corte deve ser projetada para a condução da drenagem do escoamento da plataforma estradal e dos cortes adjacentes, devendo- se observar, além da sua função hidráulica, a sua possível interferência na segurança do tráfego.

O exagero da inclinação da parede da sarjeta, ao lado do acostamento, no caso de sarjeta triangular, pode ser causa de acidente com veículos que acostam ou saem para o acostamento por algum motivo.

As sarjetas de corte devem ser preferencialmente, do tipo triangular já referido, observadas as prescrições seguintes.

A inclinação da lateral da sarjeta, contígua ao acostamento, não deve ultrapassar 1 (V) : 4 (H), sendo desejável a inclinação de 1 (V) : 6 (H), se suficiente hidraulicamente.

A largura da lateral contígua ao acostamento, que é quase a largura total da sarjeta deve situar-se entre 0,8 e 2,0 m, conforme a necessidade de condução de vazões. A partir de 2,0 m de largura do paramento junto ao acostamento, o que corresponde a 0,50 m de profundidade, na máxima inclinação admissível de 1 (V): 4 (H), o aumento da condução deve ser obtido com mudança para as seções especiais: trapezoidal ou retangular.

As seções trapezoidal e retangular, essa última apropriada para cortes em rocha, deverão ser cobertas por placas em concreto armado, dimensionadas para suportar a carga de roda padrão de dimensionamento de grades em caixas coletoras junto ao pavimento.

As placas de cobertura são menos onerosas em valetas retangulares, uma vez que podem ser aprofundadas, mantendo-se o vão de largura.

As placas devem ser ajustadas perfeitamente ao pavimento do acostamento, sem descontinuidades no sentido transversal, e separadas no sentido longitudinal com vãos livres da ordem de 10% do comprimento da placa.

Pode-se optar pela colocação de “guard-rail” junto às sarjetas trapezoidais ou retangulares, garantindo-se a segurança do uso do acostamento, ao invés de placas de concreto.

Conforme a vazão a captar e o comprimento para término do corte, em determinadas situações pode ser interessante o deságüe da sarjeta triangular em caixa coletora com grade ou placa de proteção que encaminhe parte do fluxo para bueiro de greide.

As sarjetas de corte ou valetas de pé de corte podem ser realizadas com concreto, alvenarias de pedra ou tijolo, com grama, no caso de cortes afastados, esse último revestimento exigindo constante manutenção. O revestimento fica definido pela velocidade do escoamento e condições econômicas.

Em alvenarias, a argamassa de rejuntamento deve ter, no mínimo, traço 1:4 (cimento : areia).

A geometria das valetas de pé de corte, ou sarjetas de corte, deve ser contínua com relação ao acostamento. O recapeamento de pavimentação deve ser realizado de forma a impedir a formação de degrau entre o acostamento e o contíguo paramento da sarjeta (vide Figura 6.1.1.2).

As valetas de pé de aterro concebidas com revestimento vegetal devem ser projetadas com rugosidade de Manning (n) função da declividade longitudinal: n =

0,049% até 2%, n=0,047 entre 2% e 4% e n = 0,055 para declividades maiores que 4%. A experiência de valetas com grama no Estado de São Paulo está consolidada na Norma de Projeto de Drenagem do DER (vide REFERÊNCIAS).

6.1.2.3 Sarjeta de Aterro

As sarjetas de aterro serão triangulares, na maioria dos casos, quer sejam constituídas por guia (meio-fio) e faixa pavimentada mais inclinada, junto ao acostamento, quer sejam executadas de concreto, suficientemente afastadas do acostamento.

Qualquer que seja a opção, a inclinação junto ao acostamento não deve exceder a 1 (V) : 4 (H), preferencialmente mantendo-se em 1 (V) : 6 (H).

A sarjeta de aterro não deve nunca ser usada como elemento de continuação da condução de drenagem de cortes. A drenagem de cortes deve ser esgotada de imediato na passagem corte-aterro. Por outro lado, aterros baixos, com menos de 2m, prescindem de sarjeta na crista.

Seções diferentes da triangular poderão ser necessárias em situações específicas, de plataformas de grandes dimensões como nas rodovias de classe superior e em áreas especiais como pedágios, por exemplo. Nesse caso podem ser usadas seções trapezoidal ou retangular, com placas de proteção, ou com a proteção de “guard-rails”, à semelhança das valetas de pé de corte com seção especial.

As prescrições com relação ao concreto são as mesmas definidas para as sarjetas de corte, e as relativas ao uso de material betuminoso ou solo cimento deverão seguir especificação de outros serviços da rodovia em que, comprovadamente, devam ser resistentes à ação da água do ponto de vista de permeabilidade e erosão por transporte de sedimentos. Da mesma forma, a freqüência de águas ácidas deverá ser observada, conseqüentemente, conduzindo a especificações especiais.

6.1.2.4 Valeta de Pé de Aterro

As valetas de pé de aterro devem ser executadas entre 2,0 m e 3,0 m de distância do pé do talude de aterro e o seu revestimento deve ser decidido em função da sua declividade de fundo e velocidade do escoamento.

As características geométricas dessa valeta, são as mesmas preconizadas para as valetas de proteção de corte, sendo a seção trapezoidal a de menor custo de execução, a menos de solos de alteração de rocha onde a estabilidade de cortes verticais possa tornar interessante a valeta retangular.

A largura mínima na base para valetas de proteção é de 0,20 m, já que, em geral, ela deve encaminhar com segurança, para o talvegue, as águas de corte a montante, da plataforma no corte, da plataforma já no aterro e das próprias bancadas do aterro.

Especial cuidado deve ser tomado com o dimensionamento da seção da valeta de proteção de aterro, considerando o incremento de vazões, de forma a garantir que não extravase até junto ao talvegue, em área de dissipação, com toda a segurança para o “off-set” de aterro.

Nesse sentido o solo retirado da escavação da valeta deve ser apiloado na interseção talude-terreno, de forma a consolidar o local, impermeabilizá-lo e promover o encaminhamento das águas do talude de aterro para a valeta de proteção, evitando a existência de fluxo pela interseção.

Com relação ao revestimento, as declividades envolvidas recomendam em geral o uso de concreto ou alvenaria, à semelhança e com as mesmas especificações da valeta de proteção de corte.

Especial atenção deve ser dada à junção de águas encaminhadas por rápidos, ou escadas, na entrada da valeta de proteção, tendo em vista a condução livre de vazões por esta.

Os extremos das valetas de pé de corte devem sempre ser tratados de forma a se promover dissipação de energia e proteção da área de deságüe.

6.1.2.5 Valeta de Canteiro Central

A valeta de canteiro central pode ser triangular, o que satisfaz na maioria dos casos, ou trapezoidal, quando houver necessidade de maior capacidade.

Embora possa ter declividades diversas, a valeta de canteiro central, em geral, tende a acompanhar a declividade longitudinal da rodovia, por longos trechos, inclinando- se a taxas maiores nas proximidades da área de captação, onde se situa a caixa coletora de bueiro de greide. Essa situação deve admitir a existência de declividades adequadas a valeta com revestimento vegetal.

A valeta com revestimento vegetal pode ser, simplesmente, formada pelo encontro dos taludes revestidos do canteiro.

No caso de valeta com grama a experiência no Estado de São Paulo encontra-se consolidada na Norma do DER (vide REFERÊNCIAS).

O revestimento vegetal, em canteiro central leva aos seguintes valores de (n) rugosidade em função da declividade longitudinal: n = 0,065 para declividades menores que 2%; n = 0,062 de 2% a 4% e n = 0,068 quando a declividade é maior, valores estes da Instrução de Projeto de Drenagem já citada.

A valeta assim formada receberá a mesma manutenção do canteiro central, terá efeito paisagístico considerável, além de facilitar infiltração, nos casos em que isso seja interessante e se projete para tanto.

As velocidades de fluxo ao longo da valeta podem determinar o uso de concreto ou alvenaria de pedra como revestimento.

No caso de uso de revestimento de concreto, seja a valeta triangular ou trapezoidal, valem as especificações e recomendações anteriormente citadas (ver item 6.1.2.1).

6.1.2.6 Saídas d’água

As saídas d’água, para realizarem com eficiência a mudança de direção do fluxo, devem ser projetadas com rebaixamento.

Esse rebaixamento, progressivo, deve ter dimensões compatíveis com o fluxo a ser esgotado.

Cuidado especial deve ser tomado com relação à parede que nasce na interseção da sarjeta de aterro com o acostamento. Essa parede não deve superar o greide da

linha de interseção sarjeta/acostamento em 0,05 m, evitando-se, dessa forma, um obstáculo de grandes dimensões junto ao acostamento.

Por outro lado o rebaixamento de fundo, junto ao acostamento, deve ser pequeno, devendo restringir-se a cerca de 0,08 m, no máximo, abaixo do greide da linha da interseção. Dessa forma, garante-se a segurança de veículos que venham a utilizar o acostamento.

Caso o dimensionamento da saída d’água venha a mostrar a necessidade de maior rebaixamento, sugere-se o projeto de rebaixamento brusco, em degrau, formando-se uma caixa coletora rasa, com o cuidado de se projetar em concreto armado, placa superior (tampa) para segurança dos veículos.

As saídas d’água poderão ser adotadas, igualmente, em pontos baixos do greide, o que implica a recepção de vazões de ambos os lados da pista.

No que se refere a materiais, as saídas d’água serão sempre de concreto, salvo ocasionalmente, onde a alvenaria de pedra se revelar especialmente econômica.

As especificações do concreto para as saídas d’água são as mesmas das valetas e sarjetas (ver item 6.1.2.1).

6.1.2.7 Descida d’água

As descidas d’água são usualmente executadas em concreto. Quando curtas e com pouca vazão como descidas de taludes de aterro de até 8 m de altura, é usual a solução em rápido, requerendo cuidado no projeto e previsão de dissipação, no mínimo com caixa ou bacia de amortecimento.

Cuidados especiais devem ser tomados no apoio da estrutura em aterros.

Quando as vazões são consideráveis e as alturas maiores, as descidas d’água devem ser realizadas em degraus.

A dissipação de energia ao final das descidas d’água é detalhada no item 10.3.3.2.6.

Ter-se-á opção de execução “in loco”, com juntas, especialmente se a seção escolhida for trapezoidal.

São comuns as canaletas formadas por elementos semicirculares de concreto, pré- moldados.

A declividade longitudinal não deve ser menor que 0,5%.

6.1.2.9 Caixas Coletoras

As caixas coletoras, de inspeção ou ligação ou passagem poderão ser abertas, com tampa de concreto armado ou de grelha metálica.

Predomina o uso de concreto na execução de caixas coletoras.

Quanto ao seu dimensionamento, seguem-se os princípios básicos:

• dimensões mínimas determinadas pelos elementos de condução que chegam e saem dela, consideradas folgas construtivas;

• dimensões mínimas para inspeção, quando for essa a função;

• a seção horizontal de uma caixa coletora deverá considerar que os fluxos afluentes, no caso de não haver grelha, deverão ser 100% absorvidos.

REFERÊNCIAS

Departamento Nacional de Estradas de Rodagem – DNER, “Manual de Drenagem de Rodovias”, 1990.

Michelim, R.G. “Drenagem Superficial e Subterrânea de Estradas”, 2a. edição, Rio Grande do Sul, 1975.

Cole, I.R. et alli “Street and Highway Drainage, v.1, Outline Lectures”, California, U.S.A., 1965.

Desenvolvimento Rodoviário S.A. – DERSA, “Projetos Padrão – Drenagem e Obras de Arte Especiais”, CD, versão 09/98.

Departamento de Estradas de Rodagem – DER (SP), “Norma de Projeto de Drenagem”, São Paulo, Out/2000.

Departamento de Estradas de Rodagem – DER (SP), “Taludes de Rodovias – Orientação para Diagnóstico e Soluções de seus Problemas”, Manual de Geotecnia.

No documento Manual de Drenagem DER (páginas 107-125)