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 Federal de Santa Maria (1997) Técnico em Assuntos Rodoviários do DAER – Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem Especialista em Gerenciamento e Fiscalização de Programas Rodoviários – FIJO/PUC-RS (2004) Coordenador Assistente do 5º Distrito Operacional Janeiro de 2009 Cruz Alta - RS - Brasil

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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

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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.

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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

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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

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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.

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Pesagem dos Recipientes Limpos

Fonte: DAER - 5º DOP

Folha de Campo

Fonte: DAER - 5º DOP

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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

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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.

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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.

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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)

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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.

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Planilha de verificação

Fonte: DAER - 5º DOP

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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

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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

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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

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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;

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� 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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Page 26: AFERIÇÃO DO EQUIPAMENTO ESPARGIDOR DE ASFALTO

Aferição de Caminhões Espargidores de Asfalto Engº Fabiano Fabrin Secchi