AFERIÇÃO DO EQUIPAMENTO ESPARGIDOR DE ASFALTO
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Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto Engº Fabiano Fabrin Secchi
PROCEDIMENTOS PARA A AFERIÇÃO DE CAMINHÕES
ESPARGIDORES DE ASFALTO
Autor – Fabiano Fabrin Secchi
Engenheiro Civil formado pela UFSM - Universidade F ederal de
Santa Maria (1997)
Técnico em Assuntos Rodoviários do DAER – Departame nto
Autônomo de Estradas de Rodagem
Especialista em Gerenciamento e Fiscalização de Pro gramas
Rodoviários – FIJO/PUC-RS (2004)
Coordenador Assistente do 5º Distrito Operacional
Janeiro de 2009
Cruz Alta - RS - Brasil
Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto Engº Fabiano Fabrin Secchi
1 - HISTÓRICO
A Central de Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto do
DAER/RS, foi construída em uma área localizada próximo à BR/158, na cidade de
Cruz Alta/RS, similar ao modelo adotado pelo DER/PR. Sob a responsabilidade do 5º
Distrito Operacional, entrou em funcionamento em agosto de 1999, e desde então,
vem cumprindo o seu papel com êxito, contribuindo com o aperfeiçoamento
tecnológico dos equipamentos, através da detecção e posterior correção de
problemas até então desconhecidos dos fabricantes, resultando na melhoria da
qualidade dos serviços, principalmente nos pavimentos revestimentos em Tratamento
Superficial.
Vista Geral da Central de Aferição
Fonte: DAER - 5º DOP
2 - DESCRIÇÃO DA CENTRAL DE AFERIÇÃO
A Central de Aferição foi construída nos moldes de uma pertencente ao
DER/PR. Possui uma estrutura de alvenaria constituída de duas peças: um banheiro e
um depósito para guarda de materiais (roupas, máscaras, balança eletrônica, material
de limpeza, bancada, etc.). Sua área é toda coberta, com muros laterais que ajudam a
reduzir a interferência de correntes de ar durante a aferição.
É composta por um jogo de recipientes (calhetas ou bandejas) de chapa
metálica (numeradas de 01 a 72), com dimensões (5 x 12 x 90)cm, encaixados num
carrinho, com roldanas, que se movem sobre trilhos.
Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto Engº Fabiano Fabrin Secchi
Conjunto dos 72 Recipientes (5x15x90)cm
Fonte: DAER - 5º DOP
Possui uma calha metálica embutida numa vala, com declividade
suficiente que permite conduzir o material betuminoso utilizado durante a aferição. Um
sistema de registros acoplados na tubulação que deriva da calha, permite a realização
de dois procedimentos: encaminhar o material espargido para um tanque metálico,
onde com o auxílio de uma bomba de recalque, retorne o material para o tanque do
caminhão espargidor, podendo então ser reutilizado; ou após concluídos os serviços,
encaminhar o material proveniente da limpeza do local para um sistema separador
água/óleo. Posteriormente, após o óleo e a água separarem-se na caixa, o óleo é
armazenado em um outro tanque, onde ficará até que seja dado um destino
apropriado, evitando com isso a poluição ambiental.
Calha para escoamento do ligante
Fonte: DAER - 5º DOP
Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto Engº Fabiano Fabrin Secchi
Tanque para depósito temporário do material asfáltico
Fonte: DAER - 5º DOP
Separador do material oriundo da limpeza
Fonte: DAER - 5º DOP
Fazem parte também dos equipamentos uma balança eletrônica com
capacidade de 20.000g e uma bancada para verificação do funcionamento dos bicos
espargidores.
Bancada de aferição dos bicos
Fonte: DAER - 5º DOP
Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto Engº Fabiano Fabrin Secchi
Bancada para teste dos bicos
Fonte: DAER - 5º DOP
A bancada permite que sejam verificados a qualidade dos bicos, através
da observação visual da formação dos leques, constatando se o ângulo de difusão
está dentro das especificações, se a saia do leque fica flutuando e se as bordas
permanecem retas.
3 - MÉTODO DE AFERIÇÃO
O método de aferição adotado pelo DAER é o mesmo que foi adequado
pelos engenheiros de obras do DER do Paraná, desenvolvido pela “Association of
Road Surface Dressing Contractors” da Inglaterra, e oferece uma idéia precisa do
controle da uniformidade transversal do espargimento do betume.
3.1 – PREPARATIVOS
Inicialmente os recipientes metálicos, previamente limpos, são pesados
um a um, utilizando-se uma balança eletrônica. Os valores são anotados em uma folha
pelo laboratorista na coluna Tara.
Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto Engº Fabiano Fabrin Secchi
Pesagem dos Recipientes Limpos
Fonte: DAER - 5º DOP
Folha de Campo
Fonte: DAER - 5º DOP
Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto Engº Fabiano Fabrin Secchi
A medida que forem sendo pesadas, as bandejas são colocadas uma ao
lado da outra sobre o carrinho, seguindo a numeração, devendo ficar perfeitamente
unidas através de um sistema de encaixe do tipo macho/fêmea, evitando com isso a
perda do material espargido por entre os vãos durante a realização da aferição.
Colocação dos Recipientes no Carrinho
Fonte: DAER - 5º DOP
Em seguida, o caminhão distribuidor de asfalto é estacionado e alinhado
sobre a plataforma, devendo manter a sua barra espargidora disposta
perpendicularmente e centralizada em relação a todas as bandejas colocadas no
carrinho, posicionando-a de modo que todo o material dos leques espargidos pelos
bicos possam ser depositados nas bandejas. Faz-se isso, posicionando o bico extremo
de um lado da barra sobre a quinta bandeja.
Posicionamento da Barra Espargidora sobre os Recipientes
Fonte: DAER - 5º DOP
Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto Engº Fabiano Fabrin Secchi
3.2 – EXECUÇÃO
Segundo Silva (2000), a aferição de caminhões espargidores de asfalto
está intimamente ligada à distribuição uniforme de ligante, sendo que para a obtenção
de uma boa distribuição de betume, é necessário termos um caminhão espargidor de
asfalto bem calibrado, procedimento este, realizado pelo fabricante do equipamento.
Inicialmente procede-se os ajustes prévios do equipamento, verificando-
se o nivelamento da barra, ou seja, a altura da barra deverá ser igual em toda a sua
extensão. A verificação se faz através de uma régua, medindo-se a altura nas
extremidades da barra. Em função de que na execução dos Tratamentos Superficiais
o recobrimento mais usual é o triplo, regula-se a altura da barra para essa situação. A
altura é medida a partir da extremidade inferior do bico até a superfície superior da
bandeja. Existem equipamentos novos que já possuem um sistema hidráulico que
controla eletronicamente os movimentos horizontais e verticais da barra, facilitando o
ajuste da altura, caso seja necessário.
Verificação da Altura da Barra Espargidora
Fonte: DAER - 5º DOP
Verifica-se se o sistema bico/registro não está fora de prumo, ou seja,
apresentando alguma inclinação, bem como se a própria barra não possui algum tipo
de problema, como por exemplo, estar desalinhada ou desnivelada, principalmente
nas extensões laterais móveis. O alinhamento e nivelamento dos bicos são verificados
através da utilização de um barbante, que é posicionado sob os bicos extremos da
barra. Ele servirá como referência de nível, no qual todos os demais bicos da barra
deverão encostar. Qualquer diferença poderá ser corrigida através da utilização de
uma chave de boca, que regulará a altura do conjunto bico/registro.
Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto Engº Fabiano Fabrin Secchi
Verificação do Alinhamento dos Bicos
Fonte: DAER - 5º DOP
Verificação da Altura dos Bicos
Fonte: DAER - 5º DOP
Deve-se conferir também se os bicos estão posicionados corretamente,
apresentando o mesmo ângulo em relação ao eixo longitudinal na barra. Isso é
facilmente verificado através da utilização de uma chave, especialmente fabricada,
permitindo que os bicos fiquem posicionados no ângulo exato, desde que seja
corretamente manuseada, devendo a sua boca se ajustar perfeitamente no registro,
não deixando folgas. No final do processo, todos os bicos deverão estar com a
ranhura na mesma direção. É fundamental verificar também a distância entre os bicos,
que obviamente deverá ser a mesma.
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Ajuste do Ângulo dos Bicos
Fonte: DAER - 5º DOP
Uma ferramenta indispensável que deve sempre acompanhar o
caminhão espargidor é a chave de boca para fixação dos bicos/registros na barra, pois
ela permite a regulagem do ângulo de esconsidade entre a ranhura dos bicos e o eixo
longitudinal da barra com maior precisão.
Depois de realizadas todas as verificações e concluídos os ajustes,
prepara-se o distribuidor para o espargimento. O material asfáltico é aquecido
previamente no tanque isotérmico do caminhão, na temperatura usual de aplicação.
Aciona-se o sistema de recirculação da barra, fazendo com que o material asfáltico
depositado no tanque, circule por toda a barra, passando por todas as válvulas e
retornando ao tanque pelo conduto localizado na outra extremidade.
Isso é necessário para que a barra adquira a mesma temperatura que o
material possui dentro do tanque isotérmico, e promova também a limpeza interna do
sistema, pois a elevação da temperatura provocará o derretimento do material
betuminoso oriundo de um trabalho anterior, que eventualmente permaneceu
depositado nas paredes internas do conjunto espargidor, obstruindo a passagem do
material asfáltico, impedindo com isso, que ocorram algumas falhas na distribuição
correta do material na pista.
Antes de posicionar a barra espargidora sobre os recipientes, é
necessário fazer uma verificação visual do comportamento do espargimento, através
da descarga do ligante diretamente na vala. Esse procedimento permite identificar
previamente possíveis falhas (deformação dos leques, vazamento dos bicos etc.)
evitando a utilização das bandejas de forma desnecessária.
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Espargimento na Vala
Fonte:DAER - 5º DOP
Realizados os eventuais ajustes, repete-se o procedimento anterior.
Caso não se perceba nenhuma nova irregularidade e já estando a vazão do material
nos bicos e a rotação da bomba adequadas, empurra-se o carrinho com as bandejas
para baixo da barra espargidora em funcionamento.
Posicionamento dos Recipientes sob a Barra Espargidora
Fonte: DAER - 5º DOP
Após o quase enchimento dos recipientes, fecham-se os registros dos
bicos, cessando imediatamente o espargimento. Comparam-se os níveis do material
asfáltico contido dentro dos recipientes; caso sejam aproximadamente semelhantes,
dá-se prosseguimento à pesagem dos mesmos, anotando-se os valores individuais
encontrados na folha de campo, na coluna Peso Bruto. Deverá ser tomado o máximo
cuidado durante a operação de retirada, transporte e pesagem dos recipientes,
evitando o transbordamento e perda do material.
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Recipientes contendo o material espargido
Fonte: DAER - 5º DOP
Com a prática, é possível perceber visualmente a variação da quantidade
de material asfáltico espargido em alguns recipientes, sendo que, se essa diferença for
muito evidente, a pesagem não é realizada, e o material contido nos recipientes é
despejado na vala, através do tombamento de todo o conjunto. Os recipientes devem
ser limpados novamente, removendo qualquer resíduo que possa alterar
significativamente o seu peso original, influenciando no resultado das novas aferições.
Despejo do Material dos Recipientes na Calha
Fonte: DAER - 5º DOP
O material asfáltico que é despejado na vala metálica é conduzido para o
tanque de armazenamento temporário, onde através de uma bomba de recalque,
retorna para o tanque do caminhão, podendo ser então reutilizado.
Deverão ser realizadas novas tentativas, repetindo-se os procedimentos
descritos anteriormente, até que haja condição de realizar a pesagem dos recipientes
cheios.
Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto Engº Fabiano Fabrin Secchi
Obtida esta condição, e de posse dos valores dos pesos individuais dos
recipientes contendo o material espargido, procede-se a digitação dos valores em uma
planilha eletrônica elaborada no programa Excel, para facilitar os cálculos e a
apreciação estatística do resultado da aferição.
4 - CRITÉRIOS ADOTADOS PARA A APROVAÇÃO DA UNIFORMIDAD E
A situação ideal de funcionamento do equipamento distribuidor de asfalto
durante a aferição é aquela em que todos os recipientes recebem a mesma
quantidade de material asfáltico, caracterizando uma perfeita uniformidade da
distribuição transversal. Como é praticamente impossível que isso ocorra, e por não
haver a necessidade de tamanha precisão, definiu-se dois critérios para a aprovação
do sistema espargidor e que devem ser atendidos, observando determinadas
tolerâncias. Para efeito de cálculo na planilha eletrônica, devem ser pesados somente
aqueles recipientes que receberam a contribuição correspondente ao recobrimento
desejado (geralmente a altura da barra é ajustada para permitir o recobrimento triplo).
a) Primeiro critério: A tolerância para a média dos pesos de quatro
recipientes adjacentes (Pm4i) é de ± 10% do valor médio do peso de todos os
recipientes (Pmt), correspondentes à largura efetiva da barra, onde se verifica
completo recobrimento.
Pmt.0,90 ≤≤≤≤ Pm4i ≤≤≤≤ Pmt.1,10
A seguir apresenta-se como exemplo ilustrativo, a seqüência inicial para
a obtenção da média dos pesos de quatro recipientes adjacentes Pm4i :
1)(P1 + P2 + P3 +P4) / 4 = Pm (1-4)
2) (P2 + P3 + P4 + P5) / 4 = Pm (2-5)
Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto Engº Fabiano Fabrin Secchi
3)
(P3 + P4 + P5 + P6) / 4 = Pm (3-6)
4) segue o mesmo procedimento para os demais recipientes.
b) Segundo critério: A tolerância para o peso de ligante recolhido em
cada recipiente Pi é de ±15% do valor médio do peso de todos os recipientes Pmt.
Pmt.0,85 ≤≤≤≤ Pi ≤≤≤≤ Pmt.1,15
1)
2)
3)...
5 - VERIFICAÇÃO DOS RESULTADOS DA AFERIÇÃO - PLANILHA E LETRÔNICA
Depois de digitado os valores dos pesos brutos de cada recipiente (peso
do recipiente + peso do material), e a tara (peso do recipiente), a planilha calcula o
peso líquido (peso do material) em cada recipiente, o valor médio dos pesos líquidos,
o peso médio de material a cada quatro recipientes, e os valores limites de pesos
(tolerâncias).
São apresentados nas colunas ± 15% e ± 10%, os valores percentuais
da variação do peso do material contido em cada recipiente, em relação às médias
geral e a obtida a cada quatro recipientes. Caso algum valor não se encontre dentro
dos limites estabelecidos, facilmente será identificado, ficando destacado em
vermelho.
Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto Engº Fabiano Fabrin Secchi
Planilha de verificação
Fonte: DAER - 5º DOP
Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto Engº Fabiano Fabrin Secchi
Na figura abaixo é apresentado o modelo de um dos documentos que
compõe o certificado de aferição emitido pelo DAER, o qual contém os dados do
equipamento, os valores dos pesos líquidos de cada recipiente, os valores médios,
máximos e mínimos tolerados, algumas observações e a assinatura do Engenheiro
Coordenador do Distrito.
Certificado de Aferição de Espargidor
Fonte: DAER - 5º DOP
Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto Engº Fabiano Fabrin Secchi
A figura abaixo apresenta um gráfico gerado a partir dos valores dos
pesos de material espargido por um equipamento, cujo resultado é considerado
satisfatório. Percebe-se que não há uma grande dispersão em torno do valor médio
dos pesos (linha verde), dos pesos individuais (pontos vermelhos), e nem dos valores
dos pesos médios de material a cada quatro recipientes (pontos azuis), significando
um comportamento uniforme, estando os valores dentro dos limites superior e inferior,
indicados pelas linhas azul e vermelha.
Demonstrativo Gráfico da Distribuição Transversal
Fonte: DAER - 5º DOP
Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto Engº Fabiano Fabrin Secchi
Verificando-se os resultados obtidos por muitos dos equipamentos
aferidos na Central de Aferição do DAER, similares ao gráfico anterior, constata-se
que há possibilidade de se alterarem os critérios para a aprovação do equipamento,
através da redução dos valores percentuais das tolerâncias adotadas, que atualmente
encontram-se nas faixas de ±10% e ±15%. Deve-se isso principalmente a qualificação
dos novos equipamentos.
No gráfico seguinte percebe-se uma grande dispersão dos valores dos
pesos obtidos em uma outra aferição, o que caracteriza uma desuniformidade da
distribuição do material asfáltico. Muitos pesos extrapolam os limites estabelecidos
acima e abaixo da média, indicando em que alguns recipientes houve excesso e em
outros falta de material. Para a aprovação, nenhum valor poderá ultrapassar a sua
respectiva faixa de tolerância.
Demonstrativo Gráfico da Distribuição Transversal
Fonte: DAER - 5º DOP
Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto Engº Fabiano Fabrin Secchi
A ocorrência de variação excessiva da quantidade de material espargido,
e conseqüentemente de peso, entre os recipientes, poderá ser causada por rebarbas
existentes tanto nos registros como nos bicos, provenientes dos processos de
fabricação, ou pela presença de detritos, provocando a obstrução da abertura e a
deformação dos leques. Deverá ser providenciada a limpeza dos registros e bicos e a
substituição daqueles que apresentarem problemas.
Os operadores despreparados costumam “limpar” os bicos, quando
ocorrem eventuais entupimentos, utilizando arames ou outros objetos impróprios, sem
saberem que poderão estar danificando os mesmos. Esta prática é bastante
desaconselhável, pois alguns tipos de bicos são frágeis e devem ser limpos
unicamente com solventes apropriados.
Caso ainda persista o problema na distribuição do material espargido, é
possível que a causa seja um erro no ajustamento preliminar de um, ou de vários
outros fatores que intervém na correta operação do equipamento: rotação da bomba,
viscosidade do ligante, esconsidade dos bicos ou altura da barra. Neste caso, deve-se
repetir a calibração, variando-se um desses fatores, enquanto se mantém constantes
os demais.
Os recipientes localizados nas extremidades do carrinho que não
recebem a contribuição oriunda de três bicos adjacentes da barra de distribuição, não
precisam ser pesados, pois não houve superposição dos leques que caracterizaria
assim o recobrimento triplo, descartando-se tais resultados.
6 - PRINCIPAIS PROBLEMAS VERIFICADOS
Durante as diversas aferições, efetuadas nas centrais do Paraná
segundo Fernandes (2002), foram constatados os seguintes problemas:
� Tanto nos equipamentos novos como nos em uso, o maior
problema encontrado foi a grande variação do ângulo de difusão α e a diferença de
vazão nos registros;
Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto Engº Fabiano Fabrin Secchi
� Ocorreram casos em que o espaçamento entre os bicos era
variável (de 100 a160)mm, o que torna praticamente impossível qualquer calibragem;
� Falta de alinhamento dos bicos, tanto horizontal como
verticalmente;
� Nos veículos motores, constatou-se a diferença de ação do molejo
traseiro, ocasionando variações da altura (H) na barra espargidora;
� Grande número de vazamentos nas diversas articulações;
� Inexperiência dos operadores do equipamento, que inclusive
atrapalham o processo de algumas calibragens;
� Chegada de equipamentos com o tanque de armazenamento
vazio, fazendo com que o betume necessário à calibragem tenha de ser emprestado
por outras empreiteiras da região;
� Falta de bicos extras e de chave especial para ajuste do ângulo.
Com o objetivo de divulgar os procedimentos e evitar a repetição dos
problemas que ocorriam no DER/PR, o DAER elaborou uma relação contendo os
requisitos necessários para a emissão do certificado de aferição de caminhão
espargidor. Os principais itens são:
� O caminhão e os equipamentos (barra, caneta, tacômetros, etc),
deverão estar em perfeitas condições de operação;
� A fim de se adequar aos requisitos exigidos, recomenda-se a
realização de uma revisão geral dos equipamentos e sistemas, preferencialmente
executada por técnicos da empresa fabricante, com uma certa antecedência, dispondo
assim de tempo hábil para os ajustes necessários, sem prejuízo de atraso ao
andamento da obra, ficando posteriormente a empresa habilitada a agendar no Distrito
uma data para realizar a aferição do equipamento, obtendo com isso maior
probabilidade de conseguir a certificação sem maiores transtornos;
� A responsabilidade do DAER limita-se a comprovar o
funcionamento adequado do sistema espargidor e demais equipamentos para emitir o
certificado de conformidade. Caso haja a necessidade de ajustes no equipamento,
estes são de responsabilidade da empresa proprietária, sendo que esses ajustes não
serão realizados pelos funcionários do DAER;
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� O tanque do caminhão espargidor deverá estar com no mínimo
metade de sua capacidade preenchida com CM30, para proporcionar o adequado
aquecimento do material. Evitar a contaminação com outro tipo de material;
� Além do motorista e do operador, deverá estar presente sempre
que possível um técnico da empresa fabricante do equipamento espargidor, com o
objetivo de orientar os ajustes necessários no equipamento;
� certificado será emitido em três vias, ficando uma para o Distrito,
outra para a empresa e a última para a fiscalização da obra.
7 - VERIFICAÇÃO DA DISTRIBUIÇÃO TRANSVERSAL NO CAMPO
A tolerância de variação da distribuição transversal é no máximo 10% da
taxa especificada. Para assegurar a aplicação correta, o distribuidor deve ser calibrado
antes de entrar em uso e a variação máxima deve ser fixada pelo Engº Fiscal. Então, a
distribuição transversal deve ser verificada periodicamente para determinar se o
distribuidor está operando dentro destes limites.
Segundo Castro et al (1967), um processo para verificar a distribuição
transversal no campo, com um mínimo de equipamento de ensaio e de asfalto foi
desenvolvido pela Divisão de Estradas da Califórnia. Este processo, semelhante a um
método desenvolvido na África do Sul, tem sido usado em inúmeros trabalhos, sendo
considerado bastante preciso. Ele pode ser usado durante as operações do tratamento
superficial com pouca interferência no trabalho. A distribuição transversal é
determinada com amostras colhidas em pedaços de tecido de algodão com 10cm x
20cm (ou 5cm x 20cm caso se deseja maior precisão), coladas em folhas de papel
que, por sua vez, são fixadas em tiras de folhas metálicas e colocadas
transversalmente na estrada. As fibras de algodão evitam que o asfalto escoe para
fora das áreas de ensaio. Os pedaços de tecido de algodão juntamente com as folhas
de papel, são pesados antes de serem colocados na estrada, sendo removidos após a
passagem do distribuidor, e pesados novamente para determinar as quantidades de
asfalto. Os pedaços são então postos fora.
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8 - VERIFICAÇÃO DA DISTRIBUIÇÃO LONGITUDINAL DO CAMPO
Poderá ser verificada utilizando bandejas com 50cm x 50cm (ou 25cm
por 100cm), espaçadas de 100 metros. As quantidades são determinadas pesando as
bandejas com papel antes e depois da passagem do distribuidor. As bandejas são
cobertas com papel espesso a fim de facilitar a limpeza.
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Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto Engº Fabiano Fabrin Secchi