BRPI1100173A2

BRPI1100173A2 - sistema de superfÍcie de substrato refletiva, conjunto refletivo, e mÉtodos para melhorar a visibilidae de uma superfÍcie de substrato

Info

Publication number: BRPI1100173A2
Application number: BRPI1100173-9A
Authority: BR
Inventors: Chris Davies; Kevin Goforth
Original assignee: Potters Ind Llc
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2011-02-08
Publication date: 2012-07-31
Also published as: US20110195179A1; BRPI1100173B1; US8647013B2; CA2730631A1; CA2730631C

Abstract

SISTEMA DE SUPERFÍCIE DE SUBSTRATO REFLETIVA, CONJUNTO REFLETIVO, E MÉTODOS PARA MELHORAR A VISIBILIDADE DE UMA SUPERFÍCIE DE SUBSTRATO. A presente invenção refere-se a um sistema de marcação adaptado para revestir uma superfície de um substrato no qual um agente de secagem é usado. De acordo com um primeiro aspecto da invenção, uma camada de ligante, tal como tinta, é aplicada à superfície. Um agente de secagem é liberado para a aspersão de um ligante e se torna incorporada com o ligante na superfície de substrato. A incorporação do agente de secagem no ligante antes da aplicação na superfície fornece mistura otimizada do agente de secagem e ligante e desempenho melhorado. De acordo com um segundo aspecto da invenção, uma combinação de elementos ópticos e um agente de secagem é armazenada em uma tremonha comum e são liberados na aspersão do ligante e se tornam incorporados com o ligante na superfície do substrato. A mistura de elementos ópticos e agente de secagem impede a coagulação do agente de secagem e a obstrução resultante do dosador.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE SUPERFÍCIE DE SUBSTRATO REFLETIVA, CONJUNTO REFLETIVO, E MÉTODOS PARA MELHORAR A VISIBILIDADE DE UMA SUPERFÍCIE DE SUBSTRATO"

Referência Cruzada a Pedidos Relacionados

Este pedido reivindica a prioridade para o pedido de patente provisório U.S. No. 61/302.594, depositado em 9 de fevereiro de 2010, e in- corporado aqui a título de referência.

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um sistema para uso no aper- feiçoamento da visibilidade de uma superfície, tal como elementos de super- fície de substrato refletivos e outros artigos refletivos, e mais particularmente a um sistema no qual os elementos ópticos para o artigo refletivo são arma- zenados e liberados em combinação com um agente de secagem ligante.

Antecedentes da Invenção

Os elementos refletivos são incorporados em sinalizações de tráfego, marcações de pavimento e vestimentas. As marcações de pavimen- to, por exemplo, tal como aquelas no centro ou borda de uma rodovia, forne- cem guia visual para motoristas de veículos motorizados. A visibilidade for- necida por essas marcações de pavimento é particularmente vital para a na- vegação à noite e para a navegação durante condições climáticas severas.

A Patente U.S. No. 6.127.020 de Bacon, Jr. e outros ensina que tais marcações de pavimento tipicamente incluem microgotas que são parci- almente embutidas em uma camada ligante contendo partículas de pigmento refletivo, tal como dióxido de titânio (TiO2) ou cromato de chumbo (PbCrO4). À medida que a luz da lâmpada frontal de um veículo incide na microgota, ela é refratada em direção ao pigmento refletivo. A refração, como usada aqui, refere-se à deflexão de luz a partir da sua rota original. A luz passa a- través do elemento óptico e é difundida pela pintura de pavimento contendo pigmento. Uma parte da luz difundida é direcionada de volta através do ele- mento óptico e é direcionada de volta ao longo da rota original em direção ao motorista, aumentando a visibilidade das marcações. Isso resulta em um efeito retrorrefletivo onde a luz mais intensa viaja de volta ao longo do eixo de iluminação, que é a linha central entre a lâmpada frontal e a microgota, e a luz se torna reduzida de quanto mais longe ela for vista a partir do eixo de iluminação. A retrorreflexividade, como usada aqui, refere-se à tendência da luz viajar de volta ao longo de sua rota original ao atingir certas superfícies.

A intensidade da luz que retorna ao motorista depende, entre ou- tras coisas, do índice de refração eficaz da marcação de pavimento. O índice de refração, como usado aqui, refere-se à magnitude pela qual a velocidade da luz é reduzida dentro de um meio. As microgotas têm um índice de refra- ção inerente; entretanto, a Patente U.S. 6.796.740 de Chiron e outros explica que um índice de refração eficaz menor resultará se uma película de água da precipitação pluviométrica recente cobriu a marcação de pavimento. O ângulo de incidência com o qual a luz incide na microgota também afeta a intensidade da luz que alcança os olhos do motorista. Ademais, a retrorrefle- xividade pode diminuir à medida que o tráfego desgasta a superfície de mar- cação de pavimento, se o tráfego leva as microgotas a se tornarem desalo- jadas do ligante.

De modo a manter a retrorreflexividade, sugeriu-se o uso de um sistema de marcação refletivo onde uma primeira camada de ligante é apli- cada à superfície do substrato, e uma primeira camada de elementos ópticos é parcialmente embutida na superfície superior da primeira camada de ligan- te. Uma segunda camada de ligante é aplicada para cobrir a primeira cama- da de elementos ópticos tal que a primeira camada de elementos ópticos defina uma pluralidade de ondulações na segunda camada de ligante e a segunda camada de elementos ópticos seja parcialmente embutida na su- perfície superior da segunda camada de ligante e tenha uma parte de super- fície de lente exposta. À medida que a camada superir de elementos ópticos e ligante é desgastada, a camada subjacente de elementos ópticos será ex- posta, mantendo desse modo a retrorreflexividade. Tal sistema é descrito no Pedido de Patente U.S. No. 12/428.117, depositado em 22 de abril de 2009, que é incorporado aqui em sua totalidade a título de referência.

De modo a melhorar a aplicação da marcação de pavimento, agentes de secagem são aplicados ao ligante. Esses agentes de secagem permitem que o pavimento seja marcado durante condições úmidas e tam- bém aceleram o processo de aplicação, minimizando desse modo a restrição à utilização completa da rodovia. A aplicação típica de tinta, agente de seca- gem e gotas é como segue:

1. A tinta é aplicada à superfície do pavimento;

2. O acelerador de secagem da tinta é aplicado em cima da tinta;

3. Grãos de vidro antiderrapantes são aplicados em cima da tinta; e

4. Gotas de vidro retrorrefletivas são aplicadas e embutidas na tinta.

Em uso, é freqüentemente difícil misturar adequadamente o a- gente de secagem com o ligante de modo a alcançar resultados ótimos. Em adição, o agente de secagem geralmente é formulado como gotas que têm uma tendência a coagular e bloquear o mecanismo de liberação. Essa obs- trução exige limpeza periódica e causa atrasos não programados na marca- ção de pavimento. Essa obstrução também proíbe a medição precisa do a- gente de secagem liberado.

É altamente desejável fornecer um sistema de marcação refleti- vo que fornece um alto grau de retrorreflexividade, permite a mistura otimi- zada do agente de secagem e ligante, e também minimiza a obstrução da liberação do agente de secagem.

Sumário da Invenção

A presente invenção fornece um sistema de marcação adaptado para revestir uma superfície de um substrato no qual o agente de secagem é usado. De acordo com um primeiro aspecto da invenção, um agente de se- cagem e os elementos ópticos a serem aplicados à superfície são armaze- nados em uma tremonha comum e liberados juntos em uma composição misturada. Em operação, uma camada ligante, tal como tinta, é aplicada à superfície. O agente de secagem misturado e os elementos ópticos são libe- rados juntos na aspersão do ligante e se tornam incorporados com o ligante na superfície do substrato. A combinação do agente de secagem e dos ele- mentos ópticos impede o agente de secagem de aglomerar e fornece uma liberação limpa e desimpedida do agente de secagem.

Em um segundo aspecto da invenção, uma camada de ligante, tal como tinta, é aplicada à superfície. Uma combinação de elementos ópti- cos e um agente de secagem que são armazenados em uma tremonha co- mum é liberada na aspersão do ligante e se torna incorporada com o ligante na superfície do substrato. A mistura de elemento ópticos e agente de seca- gem impede a coagulação do agente de secagem e a obstrução resultante do dosador. Se desejado, elementos ópticos adicionais ou outros componen- tes podem ser subseqüentemente aplicados à camada de ligante/agente de secagem/elemento óptico.

A combinação do agente de secagem e elementos ópticos pode também ser usada com um aparelho carregado manualmente de pintura de faixas. Em tal aplicação, o ligante é primeiro aplicado à superfície e a blenda do agente de secagem misturado e de elementos ópticos é gotejada no li- gante. Uma segunda camada de ligante é então aplicada e uma camada de elementos ópticos é então gotejada na segunda camada de ligante.

Entende-se que tanto a descrição geral anterior e a seguinte descrição detalhada são exemplificadas, mas não restritivas da invenção.

Breve Descrição dos Desenhos

Os desenhos em anexo incorporados e formando uma parte da especificação ilustram vários aspectos da presente invenção e, juntos com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção. Nos desenhos:

a figura 1 é uma representação esquemática de um sistema de liberação de acordo com a presente invenção.

a figura 2 é uma representação esquemática de um sistema manual de liberação de passagem de acordo com a presente invenção.

Enquanto a invenção será descrita em conjunto com certas mo- dalidades preferenciais, não há intenção de limitá-la a essas modalidades. Pelo contrário, a intenção é cobrir todas as alternativas, modificações e e- quivalentes como incluído dentro do espírito e escopo da invenção como definido pelas reivindicações em anexo. Descrição Detalhada da Invenção

A presente invenção é direcionada a sistemas de marcação de superfície refletiva e elementos refletivos e métodos para aplicar o sistema de marcação refletiva a um substrato tal com pavimento de rodovia por meio de um aparelho de pintura de faixas apoiado em caminhão ou um aparelho carregado manualmente de pintura de faixas. Os sistemas de marcação re- fletiva de acordo com a presente invenção incluem uma primeira camada de ligante, elementos ópticos, tal como gotas de vidro, que são embutidas no ligante, uma segunda camada opcional de ligante e uma segunda camada opcional de elementos ópticos embutidos na segunda camada de ligante. Os métodos para aplicar uma marcação refletiva a um substrato de acordo com a presente invenção incluem aplicar uma primeira camada de ligante, liberar uma mistura de elementos ópticos e agente de secagem no fluxo de ligante para aplicação no substrato, opcionalmente aplicar uma segunda camada de ligante na primeira camada de elementos ópticos e opcionalmente aplicar uma segunda camada de elementos ópticos na segunda camada de ligante.

De modo a melhorar os tempos de secagem do ligante, especi- almente em condições úmidas, um agente ou acelerador de secagem, prefe- rencialmente DOW Fastrack QS-2, é aplicado ao ligante. O agente de seca- gem otimiza a capacidade do ligante secar mesmo em condições úmidas e acelerará o processo de marcação da superfície tanto em condições úmidas quanto em condições secas. Outros agentes de secagem adequados inclu- em gel de sílica.

Concluiu-se que o desempenho do agente de secagem é melho- rado se ele for incorporado no ligante antes da aplicação na superfície da rodovia. Para executar isso, o agente de secagem é liberado diretamente na aspersão do ligante. O ligante e o agente de secagem são armazenados em recipientes separados, e o dosador para o agente de secagem orienta sua aspersão diretamente no caminho de aspersão do ligante, permitindo que o ligante e o agente de secagem se misturem antes do ligante ser aplicado à superfície. Tal sistema de liberação é bem adequado para uso em conjunto com um aparelho de pintura de faixas apoiado em caminhão. O agente de secagem mais comum é uma gota de plástico esfé- rica projetada para absorver água. Por causa de suas propriedades de ab- sorção, o agente de secagem tende a coagular em grupos que impedem a capacidade de liberar um fluxo consistente e regular das gotas no Iigante e proíbe a medição precisa do agente de secagem liberado.

Concluiu-se que a mistura dos elementos ópticos e o agente de secagem permite para uma liberação limpa e desimpedida do agente de se- cagem no substrato. Uma relação presentemente preferencial de gotas de vidro misturadas para agente de secagem é 2:1 em peso. Essa relação pode ser ajustada dependendo da espessura da camada de Iigante que é típica dentro da faixa de 7 a 60 mils (0,2 a 1,5 mm).

Gotas de vidro misturadas adequadas revelaram-se ser Gotas de Marcação de Segurança Potters de tamanho M247 Tipo 1 revestidas com um revestimento duplo. Um agente de secagem adequado inclui o secante de pavimento de tráfego VISILOK® fornecido pelas Indústrias Potters que revelou-se acelerar o tempo de secagem do ligante, diminuindo o tempo de cura para aproximadamente a metade, de modo a assegurar o alto desem- penho do sistema de marcação. Os elementos ópticos adequados incluem gotas de marcação de segurança VISIMAX® da Potters, gotas de vidro Pot- ters FLEX-O-LITE Tipo III 1.9 RI, e Potters VISIBEAD e gotas de vidro Gotas de Marcação de segurança. As gotas de vidro de outros tamanhos podem ser utilizadas. As faixas de tamanhos dos vários elementos ópticos são des- critas na Tabela I abaixo:

Tabela I

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De modo a impedir o agrupamento do agente de secagem, os elementos ópticos e o agente de secagem são armazenados juntos no mesmo recipiente. Concluiu-se que essa mistura do agente de secagem e dos elementos ópticos impede que o agente de secagem coagule em gran- des grupos. Concluiu-se que as gotas de agente de secagem formarão uma camada fina em torno das gotas de elemento óptico, permitindo desse modo a passagem fácil do agente de secagem e do elemento óptico através do dosador.

O material Ligante pode ser uma tinta à base de água tal como Ennis de alta espessura à base de água ou Vogel UC 3588. O material ligan- te e a mistura de agente secante / elemento óptico podem ser aplicados a um substrato, tal como uma rodovia, usando um GRACO LineLazer IV 200HS retroajustado por A-1 Road Lines.

Em um método presentemente preferencial, o dosador para a mistura de agente de secagem / elemento óptico direcionará a mistura dire- tamente no fluxo de liberação de ligante. A figura 1 é uma representação esquemática de um sistema de liberação preferencial 10. Como mostrado na figura 1, a mistura de agente de secagem e elementos ópticos é armazena- da no recipiente 12. O dosador 14 aplica o ligante à rodovia. O dosador 16 aplica a mistura de agente de secagem e elementos ópticos e é orientado tal que o dosador 16 libera o fluxo da mistura de agente de secagem e elemen- to óptico diretamente no fluxo de ligante a partir do dosador 14. Se desejado, os dosadores adicionais 18 e 20 para aplicar camadas adicionais opcionais de ligante e elementos refletivos, respectivamente, podem ser utilizados. Os dosadores 18 e 20 são adaptados para aplicar as camadas opcionais de Ii- gante e elementos refletivos após o dosador 12 e o dosador 14 terem apli- cado o ligante, agente de secagem e elementos ópticos.

Em uma modalidade alternativa, os elementos ópticos podem ser liberados separadamente do agente de secagem. Nesta modalidade, o recipiente 12 conteria somente o agente de secagem. Um recipiente separa- do e dosador de configuração padrão (não mostrado) aplicariam separada- mente os elementos ópticos na camada de ligante / agente de secagem já aplicada à rodovia. Exemplos

Vários experimentos foram conduzidos para testar o sistema de liberação da presente invenção.

Exemplo 1

O sistema de liberação de acordo com a presente invenção foi usado para aplicar uma pintura de faixas retrorrefletiva nas ranhuras de uma autoestrada federal de quatro pistas que experimenta tráfego pesado com carros, caminhões e equipamento agrícola. Um resumo das especificações de material e aplicação é apresentado na Tabela II abaixo:

Tabela II

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A instalação foi tranqüila. Houve chuva no dia anterior e no dia posterior à aplicação. Ranhuras foram cortadas no concreto e asfalto no inte- rior das marcações de pavimento existentes. Medições de retrorreflexividade foram obtidas em duas das seções da autoestrada com faixas. A Tabela III abaixo apresenta as medições de retrorreflexividade.

Tabela III

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Espera-se que a retrorreflexividade das faixas da Seção 4 au- mente à medida que a tinta continua a curar.

Exemplo 2

O sistema de liberação da presente invenção foi utilizado em uma autoestrada federal de quatro pistas que experimenta tráfego pesado de veículos na forma de carros, caminhões e equipamento agrícola. A insta- lação aconteceu durante um dia muito úmido. Um resumo das especifica- ções de material e de aplicação é apresentado abaixo na Tabela IV:

Tabela IV:

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As medições da retrorreflexividade inicial foram obtidas no dia da instalação. As medições da retrorreflexividade após dois meses foram tam- bém obtidas usando MX30. Durante a aplicação das faixas à Seção 7, um carro passa pela faixa quando ela está úmida. A retrorreflexividade obtida após dois meses foi medida em uma localização não rastreada nessa seção.

A Tabela V abaixo apresenta as medições de retrorreflexividade: Tabela V:

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Exemplo 3

O sistema de liberação da presente invenção foi usado para a - plicar faixas a uma autoestrada de quatro pistas que experimenta tráfego pesado de carros e caminhões. A execução das faixas foi feita tanto em decks de asfalto quanto de concreto e ranhuras foram cortadas no concreto e no asfalto. Um resumo das especificações de material e aplicação é apre- sentado na Tabela VI abaixo:

Tabela VI:

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As medições de retrorreflexividade foram obtidas um mês após a aplicação das faixas. A Tabela VII abaixo apresenta as medições de retrorre- flexividade:

Tabela VII

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Como os exemplos acima demonstram, o sistema de liberacao da presente invenção fornece faixas em um pavimento de rodovia com re- trorreflexividade e desempenho superiores. Por causa da mistura do agente de secagem e do elemento óptico, nenhuma obstrução do dosador ocorreu.

Em uma disposição alternativa mostrada na figura 2, o agente de secagem e os elementos ópticos misturados podem ser aplicados à su- perfície de um substrato 24 por meio de um aparelho carregado manualmen- te de pintura de faixas. Em tal disposição, a pistola de aspersão de tinta 26 aplica uma primeira camada de ligante mediante a qual o dosador 28 aplica o agente de secagem e elementos ópticos misturados. Uma segunda cama- da de ligante opcional pode ser administrada pela pistola de aspersão de tinta 30 e uma camada opcional de elementos refletivos gotejados pode ser aplicada pelo dosador 32.

A presente invenção permite a liberação medida de agente de secagem para fornecer um controle mais preciso da cura do ligante. Em lon- go prazo, os elementos ópticos misturados fornecem retrorreflexividade por um período de tempo estendido que elimina a necessidade de riscar a rodo- via como freqüentemente seria de outra forma necessário.

O método pode ser executado usando qualquer sistema de apli- cação comercialmente disponível adequado. Um único veículo é preferenci- almente usado para executar todas as quatro etapas, mas qualquer combi- nação de até quatro veículos pode ser usada.

Embora a invenção seja ilustrada e descrita aqui com relação a modalidades específicas, a invenção não é destinada a ser limitada aos de- talhes mostrados. De preferência, várias modificações podem ser feitas nos detalhes dentro do escopo e faixa de equivalentes das reivindicações e sem abandonar a invenção.

O uso dos termos "um" e "uma" e "o" e "a" e referentes similares no contexto da descrição da invenção (especialmente no contexto das se- guintes reivindicações) é para ser interpretado para cobrir tanto o singular quanto o plural, a menos que de outra forma indicado aqui ou claramente contradito pelo contexto. Os termos "compreendendo", "tendo", "incluindo" e "contendo" são para ser interpretados como termos abertos (isto é, signifi- cando "incluindo, mas não limitado a") a menos que de outra forma citado. A citação de faixas de valores neste documento é meramente destinada a ser- vir como um método de atalho de se referir individualmente a cada valor em separado que está dentro da faixa, a menos que de outra forma indicado aqui, e cada valor separado é incorporado na especificação como se ele fos- se individualmente citado aqui.

Todos os métodos descritos aqui podem ser executados em qualquer ordem adequada a menos que de outra forma indicado aqui ou de outra forma claramente contradito pelo contexto. O uso de quaisquer e todos os exemplos, ou linguagem exemplificada (por exemplo, "tal como") forneci- da aqui, é destinado a meramente esclarecer melhor a invenção e não pro- por uma limitação no escopo da invenção, a menos que de outra forma rei- vindicado. O uso do termo "aproximadamente" deveria ser interpretado como fornecendo suporte para modalidades direcionadas à exata quantidade lista- da. Nenhuma linguagem na especificação deveria ser interpretada como in- dicando qualquer elemento não reivindicado como essencial à prática da invenção.

As modalidades preferenciais desta invenção são descritas aqui, incluindo o melhor modo conhecido pelos inventores para executar a inven- ção. Variações dessas modalidades preferenciais podem se tornar claras aos versados na técnica mediante a leitura da descrição anterior. Os inven- tores esperam que os versados na técnica empreguem tais variações como apropriadas, e os inventores pretendem que a invenção seja praticada de outra forma do que especificamente descrito aqui. Consequentemente, esta invenção inclui todas as modificações e equivalentes do assunto citado nas reivindicações em anexo aqui como permitido pela lei aplicável. Ademais, qualquer combinação dos elementos descritos acima em todas as variações possíveis desses é abrangida pela invenção a menos que de outra forma indicado aqui ou de outra forma claramente contradito pelo contexto.

Claims

1. Sistema de doseamento de marcação de rodovia, compreen- dendo: a) um primeiro dosador para aplicar uma camada de igante a uma rodovia; e b) um segundo dosador para aplicar uma mistura de um agente de secagem de Iigante e um elemento óptico.

2. Sistema de doseamento de marcação de rodovia, de acordo com a reivindicação 1, adicionalmente compreendendo: c) um terceiro dosador para aplicar uma segunda camada de li- gante à dita marcação da rodovia; e d) um quarto dosador para aplicar uma camada de elementos ópticos na dita segunda camada de ligante.

3. Sistema de doseamento de marcação de rodovia, de acordo com a reivindicação 2, em que o dito segundo dosador é orientado tal que a aspersão da dita mistura seja direcionada para a aspersão do dito ligante.

4. Sistema de doseamento de marcação de rodovia, de acordo com a reivindicação 2, em que o sistema é usado em um aparelho de pintura de faixas apoiado em caminhão.

5. Sistema de doseamento de marcação de rodovia, de acordo com a reivindicação 2, em que o sistema é usado em um aparelho carregado manualmente.

6. Sistema de doseamento de marcação de rodovia, de acordo com a reivindicação 1, em que o dito segundo dosador é orientado tal que a aspersão da dita mistura é direcionada para a aspersão do dito ligante.

7. Método para revestir uma superfície de um substrato para me- lhorar a visibilidade da superfície, compreendendo as etapas de: a) aplicar uma camada de ligante a uma rodovia; e b) aplicar uma mistura de um agente de secagem de ligante e um elemento óptico a uma rodovia.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, adicionalmente compreendendo as etapas de: c) aplicar uma segunda camada de Iigante à dita marcação da rodovia; e d) aplicar uma camada de elementos ópticos à dita segunda ca- mada de ligante.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, em que uma asper- são da dita mistura é direcionada para uma aspersão do dito ligante e incor- porada neste antes da aplicação na dita rodovia.

10. Método, de acordo com a reivindicação 7, em que uma as- persão da dita mistura é direcionada para uma aspersão do dito ligante e incorporada neste antes da aplicação na dita rodovia.

11. Sistema de doseamento de marcação em rodovia, compre- endendo: a) um primeiro dosador para aplicar uma camada de ligante a uma rodovia; e b) um segundo dosador para aplicar um agente de secagem de ligante e um elemento óptico, em que o dito segundo dosador é orientado tal que a aspersão do dito agente de secagem é direcionada para a aspersão do dito ligante.

12. Sistema de marcação, de acordo com a reivindicação 11, a- dicionalmente compreendendo: c) um terceiro dosador para aplicar uma camada de elementos ópticos à dita marcação da rodovia.

13. Sistema de marcação, de acordo com a reivindicação 12, a- dicionalmente compreendendo: d) um quarto dosador para aplicar uma segunda camada de li- gante à dita marcação da rodovia; e e) um quinto dosador para aplicar uma camada de elementos ópticos na dita segunda camada de ligante.

14. Recipiente de armazenamento para uso em um sistema de doseamento de marcação de rodovia, compreendendo uma mistura de um agente de secagem de ligante e um elemento óptico.

15. Dosador, como definido na reivindicação 14, em que o dito agente de secagem é uma gota polimérica e o dito elemento óptico é uma gota de vidro.