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1、10申请公布号CN104302840A43申请公布日20150121CN104302840A21申请号201380018573022申请日2013040361/619,43020120403US61/700,33820120913USE01C21/0020060171申请人肖恩萨默斯韦弗地址美国加利福尼亚州72发明人肖恩萨默斯韦弗74专利代理机构北京律盟知识产权代理有限责任公司11287代理人刘锋54发明名称基于聚氨酯的道路形成57摘要本文中提供含有聚氨酯材料的道路。道路包括压实的原位材料的基层和/或安置在所述基层上的耐磨层。这些层中的一者或两者可包括聚氨酯材料以结合所述层中的其它组分且形成能。
2、够承受所述道路的操作负荷的更稳固且耐久的道路结构。在一些实施例中，通过将原位土和/或外来集料与所述聚氨酯材料混合或通过将所述聚氨酯材料分配于现有的部分形成的耐磨层上，来将所述聚氨酯材料添加到所述耐磨层中。所述基层可包括或可不包括聚氨酯材料。所述耐磨层中的所述聚氨酯材料的类型、浓度、分布和处理可与所述基层中相同或不同。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014093086PCT国际申请的申请数据PCT/US2013/0351372013040387PCT国际申请的公布数据WO2013/152113EN2013101051INTCL权利要求书2页说明书19页附图4页19中华人民共和国国。
3、家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书19页附图4页10申请公布号CN104302840ACN104302840A1/2页21一种形成道路的方法，所述方法包含提供取料机稳定机，其中所述取料机稳定机是配置成粉碎原位土且组合至少一种聚氨酯前体到所述粉碎的原位土中；使用所述取料机稳定机粉碎所述原位土；使用所述取料机稳定机组合所述粉碎的原位土与所述至少一种聚氨酯前体，其中所述组合形成聚氨酯填充的土料；和使用所述取料机稳定机压实所述聚氨酯填充的土料，其中所述压实形成所述道路的一层。2根据权利要求1所述的方法，其中所述道路的所述层是耐磨层。3根据权利要求1所述的方法，其中在固化所述聚氨酯填充的土。
4、料后，所述道路的所述层不透水。4根据权利要求1所述的方法，其进一步包含使用所述取料机稳定机调节所述粉碎的原位土的含水量，其中所述调节包含添加水到所述粉碎的原位土中或从所述粉碎的原位土移除水。5根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种聚氨酯前体包含第一聚氨酯前体和第二聚氨酯前体，其中所述第一聚氨酯前体包含异氰酸酯且其中所述第二聚氨酯前体包含多元醇。6根据权利要求5所述的方法，其中所述第一聚氨酯前体和所述第二聚氨酯前体在与所述粉碎的原位土组合之前使用所述取料机稳定机混合。7根据权利要求5所述的方法，其中所述第一聚氨酯前体和所述第二聚氨酯前体个别地分配且混合在一起，同时使用所述取料机稳定机与所述粉。
5、碎的原位土组合。8根据权利要求5所述的方法，其中所述第一聚氨酯前体和所述第二聚氨酯前体在分配所述第一聚氨酯前体和所述第二聚氨酯前体期间且在使用所述取料机稳定机使所述第一聚氨酯前体和所述第二聚氨酯前体与所述粉碎的原位土组合之前至少部分地混合。9根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种聚氨酯前体包含异氰酸酯或含异氰酸酯的预聚物中的一者，且其中实质上无多元醇分配于所述粉碎的原位土中。10根据权利要求1所述的方法，其进一步包含添加强化组分到所述粉碎的原位土中，其中所述强化组分包含选自包含玄武岩纤维、硅石纤维、玻璃纤维和聚丙烯纤维的群组的材料。11根据权利要求10所述的方法，其中所述强化组分包含玄武岩。
6、纤维。12根据权利要求10所述的方法，其中所述强化组分是作为所述至少一种聚氨酯前体的一部分添加。13根据权利要求10所述的方法，其中所述强化组分与所述至少一种聚氨酯前体分开添加。14根据权利要求10所述的方法，其中所述强化组分进一步包含分散剂，所述分散剂包含砂或烟雾状二氧化硅中的一者。15根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种聚氨酯前体包含热稳定剂，所述热稳定剂选自由氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、五氧化二锑、亚锑酸钠、硼酸锌、锡酸锌、羟基锡酸锌、红磷、聚磷酸铵和其组合组成的群组。权利要求书CN104302840A2/2页316根据权利要求1所述的方法，其中所述道路的所述层包含在1重量与1。
7、0重量之间的聚氨酯。17根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种聚氨酯前体在78F下具有在20厘泊与2000厘泊之间的粘度。18根据权利要求1所述的方法，其中所述道路的所述层具有在05英寸与15英寸之间的厚度。19一种形成道路的方法，所述方法包含递送至少一种聚氨酯前体到粉碎的原位土中；混合所述粉碎的原位土与所述至少一种聚氨酯前体，其中所述混合形成聚氨酯填充的土料；和压实所述聚氨酯填充的土料，由此形成所述道路的一层，其中在固化所述聚氨酯填充的土料后，所述道路的所述层实质上不透水。20一种用于形成道路的取料机稳定机，所述取料机稳定机包含配置用于递送至少一种聚氨酯前体的聚氨酯前体递送单元；配置用于。
8、粉碎原位土的土壤粉碎单元，其中所述至少一种聚氨酯前体和所述粉碎的原位土的至少一定程度的混合是通过所述土壤粉碎单元来执行；和用于压实聚氨酯填充的土料和形成所述道路的未固化层的压实单元。权利要求书CN104302840A1/19页4基于聚氨酯的道路形成0001相关申请案0002本申请案要求2012年4月3日提交的美国临时专利申请案第61/619,430号和2012年9月13日提交的美国临时专利申请案第61/700,338号的优先权权益。以上确定的专利申请案均以引用的方式全文并入本文中以达成所有目的。技术领域0003本发明大体上涉及道路形成领域且更具体说来，涉及使用各种设备，例如取料机稳定机、搅拌机。
9、、铺路机、手工工具等来形成道路的系统和方法，以将基于聚氨酯的材料施用于道路中。背景技术0004典型道路由混凝土、沥青和压实土制成。这些道路经受由热循环、车辆交通和紫外线UV暴露引起的极端应力，最终导致道路中的缺陷，例如裂缝和坑洼。此外，混凝土道路需要将大量的重原料运输到道路建筑工地，这对于位于遥远位置的公路来说通向矿、油和气体管道、测井工地等是非常昂贵的。沥青可用于需要高度耐久性的应用。然而，这一系统所需的运输重原料的成本对于许多应用来说也是非常昂贵的。发明内容0005本文中提供含有聚氨酯材料的道路。道路包括压实的原位材料的基层和/或安置在所述基层上的耐磨层。这些层中的一者或两者可包括聚氨酯材。
10、料以结合层中的其它组分且形成能够承受道路的操作负荷的更稳固且耐久的道路结构。在一些实施例中，通过将原位土和/或外来集料与聚氨酯材料混合或通过将聚氨酯材料分配于现有的部分形成的耐磨层上，来将聚氨酯材料添加到耐磨层中。基层可或可不包括聚氨酯材料。耐磨层中的聚氨酯材料的类型、浓度、分布和处理可与基层中相同或不同。0006此外，本文中提供形成稳定化道路的方法。在一些实施例中，所述方法涉及使用取料机稳定机粉碎原位土，将液体聚氨酯组合物例如，一或多种聚氨酯前体喷洒于粉碎的土中，由此形成聚氨酯与土的组合，和压实所述组合以形成道路。在一些实施例中，液体聚氨酯由直接附接于取料机稳定机的搅拌机供应。在其它实施例中。
11、，搅拌机是接近取料机稳定机设置且经连接以便向取料机稳定机的分配部分供应液体聚氨酯。搅拌机可用于混合两种或两种以上聚氨酯前体和/或混合一或多种聚氨酯前体与用于公路建筑的土例如，原位土和/或外来集料的全部或一部分。0007在一些实施例中，两种聚氨酯前体即，多元醇和异氰酸酯在取料机稳定机中组合例如，使用搅拌机、管线式混合器或一些其它方式且作为聚氨酯混合物递送到道路的一或两个层中。例如，取料机稳定机可配备有混合装置，例如管线式混合装置或分批混合装置。然而，混合装置需要在完成操作后清除聚氨酯混合物以便防止所述混合物在混合装置中直接固化和堵塞混合装置。说明书CN104302840A2/19页50008在一。
12、些实施例中，两种或两种以上聚氨酯前体即，多元醇和异氰酸酯首先分配于土中且接着彼此组合，例如在用于建筑道路的一或两个层的起始材料中。例如，一种聚氨酯前体可在取料机稳定机外部与土料组合，接着与第二前体接触。具体说来，两种前体个别地分散于起始材料中且接着，这一起始材料与两种前体一起充分混合，由此组合两种前体以及组合两种前体与起始材料。0009本文中还提供形成道路的方法。所述方法涉及提供现有的沥青或混凝土道路，将沥青或混凝土表面粉碎成碎石，混合碎石与聚氨酯混合物以形成混合物，和将所述混合物压在土壤的地基层上。所述混合物接着固化，由此形成道路。固化的混合物可实质上不透水。在一些实施例中，所述混合物可包括。
13、一或多种聚氨酯，和热稳定剂。0010在一些实施例中，形成道路的方法涉及提供取料机稳定机。取料机稳定机可配置成粉碎原位土且递送至少一种聚氨酯前体到粉碎的原位土中。所述方法可继续使用取料机稳定机粉碎原位土，且使用取料机稳定机组合粉碎的原位土与所述至少一种聚氨酯前体。这一组合操作形成聚氨酯填充的土料。聚氨酯填充的土料可或可不包括外来集料。在一些实施例中，聚氨酯填充的土料包括外来集料，但不包括粉碎的原位土。这种粉碎的原位土可由取料机稳定机或一些其它设备，例如搅拌机来制备。所述方法接着使用取料机稳定机压实聚氨酯填充的土料，由此形成道路的一层。在一些实施例中，道路的所述层为耐磨层。所述层可不透水。0011。
14、在一些实施例中，所述方法还涉及使用取料机稳定机调节粉碎的原位土的含水量。这一调节可涉及使用取料机稳定机添加水到粉碎的原位土中或从粉碎的原位土移除水。举例来说，可通过加热土壤或添加石灰和/或其它捕水材料到土壤中来移除水。例如，取料机稳定机可配备有含水量测定仪、喷水器和/或用于水蒸发的加热器。此外，在一些实施例中，取料机稳定机可配置成使土壤温度达到预定水准以确保聚氨酯的各种特性例如，流动特征、混合特征和固化特征。0012在一些实施例中，所述至少一种聚氨酯前体包括第一聚氨酯前体和第二聚氨酯前体。所述第一聚氨酯前体可为异氰酸酯，而所述第二聚氨酯前体可为多元醇。在一些实施例中，所述第一聚氨酯前体和所述第。
15、二聚氨酯前体在分配于粉碎的原位土中之前使用取料机稳定机混合。或者，所述第一聚氨酯前体和所述第二聚氨酯前体在使用取料机稳定机分配于粉碎的原位土中之后混合于粉碎的原位土中。换句话说，所述第一前体和所述第二前体独立地分配于原位土中且只有这样才混合在一起且与土壤混合。在一些实施例中，所述第一聚氨酯前体和所述第二聚氨酯前体在使用取料机稳定机分配于粉碎的原位土中期间至少部分地混合。在一些实施例中，至少一种聚氨酯前体包括异氰酸酯，而实质上无多元醇分配于原位土中。0013在一些实施例中，所述方法还涉及添加强化组分到粉碎的原位土中。所述强化组分可为玄武岩纤维、硅石纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维或其各种组合。所述强化。
16、组分可作为所述至少一种聚氨酯前体的一部分添加。或者，所述强化组分可与所述至少一种聚氨酯前体分别地添加。在一些实施例中，所述强化组分还包括分散剂，所述分散剂又包括砂。在一些实施例中，至少一种聚氨酯前体包括热稳定剂。合适热稳定剂的一些实例包括氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、五氧化二锑、亚锑酸钠、硼酸锌、锡酸锌、羟基锡酸锌、红磷、聚磷酸铵和其组合。说明书CN104302840A3/19页60014在一些实施例中，道路的所述层包括在1重量与10重量之间的聚氨酯。一或多种聚氨酯前体可在78F下具有在20厘泊与2000厘泊之间，或更具体说来在约600厘泊与1500厘泊之间或甚至在约800厘泊与1200厘泊。
17、之间的粘度。在一些实施例中，道路的所述层具有在05英寸与15英寸之间的厚度。0015在一些实施例中，形成道路的方法涉及递送至少一种聚氨酯前体到粉碎的原位土中，混合粉碎的原位土与所述至少一种聚氨酯前体使得这一混合形成聚氨酯填充的土料，压实所述聚氨酯填充的土料，由此形成道路的一层，和固化所述聚氨酯填充的土料，由此形成固化层。所述固化层实质上不透水。0016还提供取料机稳定机，其包括配置用于递送至少一种聚氨酯前体的聚氨酯前体递送单元和配置用于粉碎原位土的土壤粉碎单元。所述至少一种聚氨酯前体和所述粉碎的原位土的至少一定程度的混合可通过所述土壤粉碎单元来执行。取料机稳定机还包括用于压实聚氨酯填充的土料和。
18、形成道路的未固化层的压实单元。0017这些和其它实施例在下文中参考图式进一步描述。附图说明0018图1为根据某些实施例的常规沥青铺装系统的横断面视图。0019图2为根据某些实施例的基于聚氨酯的铺装系统的横断面视图。0020图3为根据某些实施例的用于制造聚氨酯道路的工艺的流程图。0021图4为根据某些实施例的用于制造强化聚氨酯道路的工艺的流程图。0022图5为根据某些实施例的基于聚氨酯的铺装系统的横断面视图。0023图6为根据某些实施例的基于聚氨酯的铺装系统的横断面视图。0024图7A为根据一些实施例的取料机稳定机的图示。0025图7B为根据一些实施例的另一取料机稳定机的图示。0026图8为根据。
19、一些实施例的具有搅拌机和铺路机的公路铺装系统的图示。具体实施方式0027在以下描述中，陈述众多特定细节以便提供对所提出的概念的充分了解。所提出的概念可在这些特定细节中的一些或全部不存在的情况下实践。在其它情况下，熟知的工艺操作尚未详细描述以免不必要地模糊所述的概念。虽然一些概念将结合特定实施例加以描述，但应了解，这些实施例不打算为限制性的。0028引言0029常规道路包括各种材料，例如沥青、混凝土、压实土和其它类似材料。聚合物材料很少用于粘合土壤。所用的聚合物材料例如乳胶在暴露于环境条件，例如水、日光、机械应激源等时容易降解。常规道路的一个实例为沥青混凝土系统或仅仅沥青。0030沥青广泛用作道。
20、路、飞机场跑道、停车场和其它铺装应用的铺装材料。常规沥青系统包括沥青粘合剂和矿物集料例如石头、砾石或砂的复合物。所述系统经受各种应激源，例如温度变化、冻融循环和可引起随时间降解的强力。举例来说，在热气候中操作典型铺装系统可由于沥青粘合剂的可印性而引起变形和迁移。UV暴露和氧化是引起沥青混凝土铺装系统劣化的其它常见应激源。由泄漏的石油产品引起的石油腐蚀也经常与常规沥青有说明书CN104302840A4/19页7关，因为许多沥青粘合剂在与石油产品接触时可改变其特性。0031上文所述的应激源可对常规沥青系统造成严重损害，呈洞、裂缝和裂口形式。这种损害需要昂贵且劳动密集的修复以防止对铺装系统造成的损害。
21、恶化且防止对利用所述铺装系统的车辆或其它设备造成损害。对所述铺装系统的表面造成的损害可允许水或其它材料渗入下伏地基层中且危害所述铺装系统的结构完整性，尤其是在冻融循环期间。举例来说，水可移动下伏层的地基土，或可引起下伏金属结构组件的退化。0032常规沥青方法和修复工作需要高温来融化沥青粘合剂且提出多种发射问题。举例来说，坑洼典型地使用焦油或趁热倾泻的沥青液体来修复，所述焦油或趁热倾泻的沥青液体通常在150下转移。或者，所述焦油或沥青液体与柴油或煤油混合以供运输，接着在应用之前滤出且通常随后处置，由此产生废品。这种类型的修复工作是昂贵且劳动密集的且可经常在其中铺装系统上的应激源尤其难以承受的区域。
22、中加以重复。修复材料典型地展现不同于下伏沥青混凝土的色彩特征，引起在美学上不具备吸引力的铺装应用。此外，常规道路的构建需要将大量的重原料运输到铺装工地，且如果例如公路将铺装于遥远位置处，则通向矿、油和气体管道、测井工地等可为非常昂贵的。0033如果常规沥青系统的表面不经处理，那么所述表面的机械和化学特性会对其上行进的车辆造成危害。举例来说，这些系统因为沥青的组成而具有粗糙表面。表面的粗糙度可通过利用特定尺寸的矿物集料而稍微减轻。例如，稍微更平滑的表面可通过利用如与大型、有缺口的矿物集料相比精细的矿物集料来实现。然而，即使使用精细的矿物集料，表面仍是粗糙的且沥青路面容易遇到问题，例如基质的变形和。
23、损失，这可引起在所述表面上行进的车辆的轮胎磨损。轮胎更换在许多行业，例如商业运输行业和赛车行业中占操作成本的一大部分。其它危险由常规沥青铺装系统的表面造成，例如在湿润条件下由于路面的光滑表面而打滑的风险。基质的损失，例如松散矿物集料的撞出，也可通过撞击在表面上行进的车辆而危害车辆。粗糙表面可另外制造除冰困难，因为冰会留在路面表面的粗糙地势的沟槽中，这可恶化危险的行进条件。0034提供使用聚氨酯材料形成道路的方法以及用于形成所述道路的设备。在一些实施例中，使用取料机稳定机来粉碎原位土且组合粉碎的原位土与至少一种聚氨酯前体，由此形成聚氨酯填充的土料。在其它实施例中，聚氨酯可在搅拌机或其它设备中与土。
24、壤组合。所述方法接着使用取料机稳定机或其它设备压实聚氨酯填充的土料。这些操作中的一些也可由其它设备，例如混合器和压实机执行，所述设备可不为取料机稳定机的一部分。在一些实施例中，根本不使用取料机稳定机且上文陈述的操作由其它类型的设备来执行。此外，取料机稳定机可包括负责不同操作的多个单元，例如聚氨酯供应单元、土壤粉碎单元和土壤压实单元。0035在本发明的上下文内，“原位土料”是指任何已存在的土料，例如砂、粉尘、粘土、岩石和已存在于公路形成工地处且未向其运输的其它土料。另一方面，先前未存在于地基中的任何材料除聚氨酯前体以外均可称为“外来集料”。换句话说，外来集料是从其它位置，例如附近的挖掘工地被带到。
25、公路建筑工地的材料。外来集料的一些实例包括砂、砾石、碎石等。原位土料和外来集料的其它实例提供于下文中。在一些实施例中，原位土料和外来集料均与一或多种聚氨酯前体组合。或者，原位土料和外来集料中仅一者可与聚氨酯前体组合。在一些实施例中，不使用外来集料用于道路形成且所有材料除聚氨酯前体以外说明书CN104302840A5/19页8均来自土壤。0036粉碎的原位土和/或外来集料可与一种聚氨酯前体例如，异氰酸酯、两种聚氨酯前体例如，异氰酸酯和多元醇或多种聚氨酯前体组合。当使用单一聚氨酯前体时，其与存在于粉碎的原位土中的材料例如水反应。当使用多种聚氨酯前体时，这些前体可彼此反应且在一些实施例中与水反应。因。
26、而，可在通过添加水和/或从粉碎的原位土和/或从粉碎之前的原位土移除水进行处理期间严密地控制粉碎的原位土的含水量。在一些实施例中，当混合粉碎的原位土与所述至少一种聚氨酯前体时，粉碎的原位土中的含水量是在5重量与20重量之间。含水量可取决于粉碎的原位土的类型。例如，碎花岗岩的含水量可为约510重量，而砂壤土的含水量可为约10重量和20重量。0037水可固化的聚氨酯前体可为异氰酸酯或包括一些异氰酸酯的预聚物。在一些实施例中，游离NCO的含量可在约3与25之间。异氰酸酯和包括预聚物的预聚物组合物的各种实例描述于下文中。这些水可固化的聚氨酯前体可包括在约5与50之间的环烷和芳族加工油以供降低粘度且增加所。
27、述材料的体积相对于价格，由此增加湿润性特征。0038当使用多种聚氨酯前体时，这些前体可在引入粉碎的原位土中之前，在引入粉碎的原位土中之时，或在引入粉碎的原位土中之后组合。举例来说，异氰酸酯可与多元醇在分批混合器中混合，或在所述混合物分配于粉碎的原位土中之前使用管线式混合器混合。分批混合可在公路建筑工地上执行以减少组合两种反应性组分与将所述混合物引入粉碎的原位土中之间的时间。分批混合允许精确地控制组成，实现材料在所述混合物的良好分布，和制造小批量的材料，但可中断连续的公路建筑过程。管线式混合器可提供有效混合，而无过早固化的风险，因为材料在混合之后即刻分配于粉碎的原位土中。然而，所述混合器可在每次。
28、混合操作后需要充分地清洁或处置。在一些实施例中，两种或两种以上前体是在所述混合器中可稍后用所述前体、空气和/或溶剂中的一者净化且清洁的一小部分中组合。0039至少一定程度的混合可在通过分配喷嘴的特定定向和设计、产生各种空气涡流和其它类似技术将两种或两种以上聚氨酯前体先前未混合分配于地基中时实现。所述多种聚氨酯前体的进一步混合可在粉碎的原位土中实现，如下文进一步描述。在一些实施例中，不执行聚氨酯前体的预先混合且所有混合均在这些前体被引入粉碎的原位土中之后实现。这种特征减少了与混合的聚氨酯前体接触的设备组件的清洁。举例来说，用于混合多种聚氨酯前体和粉碎的原位土的取料机稳定机的切割器/倾架可容易通过。
29、使不具有分配的聚氨酯前体的砾石或一些其它研磨集料倾斜来清洁。0040除了使整体铺装过程高效且简化设备的清洁以外，将多种聚氨酯前体混入粉碎的原位土地基中还允许所述聚氨酯前体更充分分布于土中和使用所述土作为混合介质以实现高剪切混合，这在例如纤维的固体组分用于聚氨酯前体中时可为特别合适的。在一些实施例中，用于粉碎原位土的取料机稳定机的同一切割器/倾架也用于将多种聚氨酯前体混入粉碎的原位土中。在一些实施例中，取料机稳定机可配备有用于进一步组合所述一或多种聚氨酯前体与粉碎的原位土的额外设备。例如，另一土壤倾斜装置或土壤混合装置可设置于取料机稳定机上且相对于所述机器的动作在主要的切割器/倾架之后定位。00。
30、41在一些实施例中，所述多种聚氨酯前体均相对于取料机稳定机的动作分配在相同位置处。相同位置分配可有助于混合所述前体，因为在分配期间将发生一定程度的混合。在一些实施例中，至少一种前体是分配在不同位置处。这种特征可允许在引入另一前体且说明书CN104302840A6/19页9例如使这两种前体反应之前实现粉碎的原位土与一种分配的前体之间至少一定程度的混合。当聚氨酯前体与外来集料组合时，可使用交错引入不同的聚氨酯前体的相同方法。此外，可在搅拌机中使用不同的聚氨酯前体的交错引入。0042道路可包括基层和安置在所述基层上的耐磨层。这些层中的一者或两者可包括聚氨酯材料以结合层中的其它组分且形成能够承受道路的。
31、操作负荷的更稳固且耐久的结构。例如，耐磨层可包括聚氨酯材料，所述材料可以液体形式施用且因此可称为液体施用的聚氨酯材料。在一些实施例中，基层包括液体施用的聚氨酯材料。耐磨层的聚氨酯材料可与基层的聚氨酯材料相同或不同。此外，耐磨层中的聚氨酯材料的浓度可与基层的聚氨酯材料的浓度相同或不同。0043道路形成实例0044取料机稳定机和下文进一步描述的其它类型的设备可用于由现有路基通过粉碎路基材料的上部部分且压实剩余部分来制备新的表面材料。这些机器可包括旋转切割组合件、刮板、螺旋输送器和设计成粉碎、回收、压实和以其它方式稳定化未处理的原位土料或现有路基的其它系统。实例取料机稳定机由康涅狄格州韦斯特波特WE。
32、STPORT，CT的特雷克斯TEREX以针对切割深度小于10英寸的小型工作的型号R350和R446，和针对具有最大20英寸的切割深度的道路的型号RS950B制造，根据一些实施例，这些型号适用于形成更耐久的基层。0045在一些实施例中，取料机稳定机是部署在其中需要公路形成的工地上。取料机稳定机通过粉碎、切割和/或敲碎原位土料且接着将其压实成道路的致密或“稳定化”土层而由原位土料形成耐磨层和/或基层。基层可形成于原位土料中12英寸到20英寸深处。耐磨层可具有在05英寸到16英寸之间或更具体说来在2英寸与6英寸之间的厚度。耐磨层的厚度取决于道路的应用例如负荷承载需求和所述基层的完整性。例如，用于支撑。
33、步行交通和轻型车辆交通例如自行车、高尔夫球车、摩托车等的道路可具有05英寸薄的耐磨层。需要支撑重设备的公路可具有厚得多的耐磨层。在一些实施例中，耐磨层可在实质上无基层的情况下使用或与具有极少支撑的基层一起使用。所述道路的一个实例是经历多个冻融循环，从而引起基层中的材料移动的公路。这种公路可由足够强的耐磨层形成，所述耐磨层不需要来自基层的大量支撑。这种耐磨层可用由水支撑的冰层作类比说明。在一些实施例中，浮动的耐磨层可制得比公路通常所需例如，40英尺宽更宽以便在较大区域上分布负荷。因此，可制得基于聚氨酯的道路以由甚至极其脆弱且可移动的基底支撑大负荷。0046一或多种聚氨酯前体可递送到粉碎的原位土，。
34、即至少部分地已经粉碎的原位土中。在一些实施例中，所述一或多种聚氨酯前体是递送到原位土中，同时此土正在进行粉碎。所述粉碎操作是用于向所述土和所述聚氨酯前体提供一定程度的混合且在一些实施例中，提供完全混合。在所述粉碎操作后可提供额外混合。举例来说，可执行含有所述一或多种聚氨酯前体的粉碎的原位土的额外倾斜。0047所述原位土与所述一或多种聚氨酯材料的重量比可在约301与101之间或更具体说来，在约251与121之间，或甚至更具体说来，在约201与161之间。即使在极低的聚氨酯含量下，所得的层与常规铺装系统相比仍具有充足的稳定化程度例如“R值”。在本发明的上下文内，“R值”是使用由加利福尼亚州运输局D。
35、EPARTMENT说明书CN104302840A7/19页10OFTRANSPORTATIONFORTHESTATEOFCALIFORNIA在2000年3月发布且以引用的方式全文并入本文中的加利福尼亚测试301CALIFORNIATEST301来计算。在相关部分中，加利福尼亚测试301规定，“当材料处于饱和状态时测定材料的R值，使得当施加168KN负荷207MPA时，水将从压实的测试样本中渗出。由于并非总是有可能制备在规定负荷下将渗出水的测试样本，故有必要测试在不同含水量下制备的一系列样本。”关于R值测试的其它细节可发现于加利福尼亚公路设计手册CALIFORNIAHIGHWAYDESIGNMA。
36、NUAL的章节600中。实验结果显示对于各种类型的土和聚氨酯负荷，R值为2548。举例来说，在风化花岗岩95重量中使用具有5重量负荷的单包聚氨酯即，水可固化的制备的样品指示R值为41。当55重量的类似聚氨酯添加到碎石945重量中时，R值为48。最后，3的这种聚氨酯与97的砂壤土混合所产生的R值为25。在一些实施例中，所得到的道路的R值对于磨损层即，顶层来说是在约15与60之间或更具体说来，在约30与50之间。单包聚氨酯可包括一或多种二苯基甲烷二异氰酸酯例如可获自宾夕法尼亚州匹兹堡PITTSBURGH，PA的拜耳材料科技有限责任公司BAYERMATERIALSCIENCELLC的MRS5和也可获。
37、自宾夕法尼亚州匹兹堡的拜耳材料科技有限责任公司的MRLIGHT和例如催化剂。在特定实施例中，MRS5在配方中的重量比可在约50与90之间或更具体说来，在约60与80之间，或甚至更具体说来，在约70与75之间。MRLIGHT在配方中的重量比可在约1与50之间或更具体说来，在约10与40之间，或甚至更具体说来，在约20与30之间。0048较低的土与聚氨酯的比率可用于增加稳定化程度或必要时R值，例如251、221或201的土与聚氨酯的比率提供增加的土稳定性。在一些实施例中，对于将在基层之上接受额外耐磨层的应用来说，基层应采用大于221的比率例如，在约221与301之间或更具体说来，在251与301之。
38、间。在形成基层之后，将耐磨层添加于所述基层之上。在一些实施例中，所述工艺不涉及新的基层形成且使用先前存在的基层。0049任选地，允许所述基层在添加耐磨层之前固化。由聚氨酯形成的基层的固化时间典型地为8小时到48小时，视所述基层的含水量和堆积密度而定。所述基层还可包括沥青、水泥、飞灰或通常用于改进土壤稳定化的其它材料，且在添加耐磨层之前可任选地给出足以使这些材料固化的时间。0050耐磨层可通过使用取料机稳定机且调节所述机器以形成比用于形成上述基层更浅的切口而形成于基层之上。尽管基层典型地以12英寸到20英寸厚形成，但耐磨层可在1到8英寸厚范围内，优选地在一些实施例中为4英寸厚。取料机稳定机可适当。
39、地经调节以在基层中的所需厚度处形成较浅的切口，例如4英寸深，且在这一过程期间使用取料机稳定机中的喷头施用液体聚氨酯混合物。举例来说，取料机稳定机可配备有用于控制土壤剖面和切割/倾斜深度的声纳单元。已发现经由搅拌机混合器向取料机稳定机供应液体聚氨酯以便保持聚氨酯充分混合且能够容易地按需要分配的优选方法。在某些实施例中，搅拌机混合器是内置于或附接于所述取料机稳定机工具。在其它实施例中，搅拌机混合器是向取料机稳定机供应液体聚氨酯的独立系统且可拖曳在独立车辆后面或在其中运输。搅拌机混合器的优选实施例是具有螺旋输送器系统的双轴混合器，如所属领域中通常已知。0051图1为根据某些实施例的常规沥青铺装系统1。
40、00的横断面视图。所述沥青铺装系说明书CN104302840A108/19页11统100包括矿物集料102和聚氨酯粘合剂104。所述沥青铺装系统进一步包括在所述沥青铺装系统100的表面中的孔口106或破裂。0052强化或密封铺装系统减轻上文所述的道路损坏和轮胎磨损问题，使表面更平滑且实质上防止例如如上所述的热循环、UV暴露、氧化、基于石油的腐蚀和车辆交通的应激源对道路造成损坏。聚氨酯材料提供增加的抗滑和高的湿摩擦系数以降低在湿润条件下打滑的风险，尤其是在所述聚氨酯材料除聚氨酯前体以外还包括一或多种填充剂，例如纤维、砂等时。平滑的地形表面还会改进沥青路的噪声特征且改进行驶质量。沥青路的密封和强化。
41、会降低基质损失，由此降低因松散矿物集料冲击而对车辆造成的损坏。通过实现所述更平滑的地形表面还会使除冰更容易。0053沥青混凝土铺装系统可使用聚氨酯材料来密封，所述材料覆盖所述铺装系统的顶面。在某些实施例中，所述材料可通过在沥青混凝土铺装系统的顶面上喷洒聚氨酯混合物以产生密封的沥青路来施用。图2为根据某些实施例的稳定化道路200的横断面视图。所述稳定化道路200包括基层208。基层208可包括较大的集料微粒202和较小的集料微粒204。较小的集料微粒204在较大的集料微粒之间形成空隙。较大的集料微粒202和较小的集料微粒204可由原位土和/或外来集料形成。孔口206是安置在基层208中。密封层2。
42、10是安置在基层208上，实质上覆盖所述基层的顶面且填充所述孔口的空间。密封层210的顶面包括实质上连续且均一的地形，与基层208的顶层形成对比，基层208的顶面包括有缺口且断裂的地形。0054在一些实施例中，可提供强化铺装系统。现有的沥青铺装系统可经粉碎以形成沥青碎石且与一或多种聚氨酯前体混合以产生混合物。所述混合物可接着分布于处理或未处理的地基上且允许固化。除了提供结构上更合理的铺装结构，这些实施例还提供再循环现有的沥青铺装材料的方法。再循环或回收现有的沥青铺装材料会消除获得新的矿物集料的需要，省钱，减少自然资源的使用，且消除填埋沥青废物的需要。当回收在工地上完成时，运输成本也由于消除装运。
43、额外集料的需要和将移除的沥青铺装材料拖运到填埋场的需要而极大地降低。0055可另外抛掷到填埋场中或燃烧的铺装系统的回收和再循环可产生使牵涉到所述铺装系统的安装和维护中的团体获得碳信用额的机会。使用聚氨酯材料作为密封剂或修复剂会减少通常与标准铺装材料安装和修复技术相关且与现有的铺装系统的更换相关的环境有害发射物的量。与聚氨酯材料的使用相关的发射物减少成果也可提供获得碳信用额的机会。0056聚氨酯材料可与其它碳信用额计划组合使用。举例来说，聚氨酯材料可在某些实施例中与生物沥青组合使用。生物沥青可包括具有由糖、糖蜜、稻、玉米淀粉、马铃薯淀粉或由机油的分馏制得的沥青的沥青混凝土。生物沥青提供额外益处，。
44、即其展现多种颜色，视所述实施例而定。一般来说，具有较浅颜色的表面比具有较深颜色的表面吸收较少热。生物沥青用于例如倾向于城市热岛效应的区域中，致力于降低由表面吸收的热。与生物沥青组合使用聚氨酯材料可提供获得额外碳信用额的机会。0057图3为说明根据某些实施例的用于制造密封路的工艺300的各种操作的流程图。工艺300可以在操作302中提供一条路开始。例如，可提供沥青路。工艺300可继续在操作304中在所述路的顶面上施用聚氨酯混合物。在某些实施例中，在所述路的顶面上施用说明书CN104302840A119/19页12聚氨酯混合物可包括使用无空气喷雾器在所述路的顶面上喷洒所述聚氨酯混合物以形成连续且均。
45、一的表面。在其它实施例中，在所述路的顶面上施用聚氨酯混合物可涉及在所述顶面上倾泻所述聚氨酯混合物且在所述顶面上散布所述聚氨酯混合物以形成实质上连续且均一的表面。工艺300可继续在操作306中使所述聚氨酯混合物固化以形成密封层。任选地，使所述聚氨酯混合物固化的步骤可包括使用人为方式来加快固化时间，例如通过使用空气流或施加热。任选地，可与使所述聚氨酯混合物固化的步骤同时或在所述步骤之前采用应用额外表面纹理化的步骤。0058在某些实施例中，强化沥青路面可通过再循环现有的沥青铺装系统来制造。例如，现有的沥青铺装系统可在工地回收且可将沥青混凝土粉碎以形成具有所需尺寸和坚实度的沥青碎石。所述碎石可接着与聚。
46、氨酯混合物混合以产生混合物，所述混合物可接着施用于地基且允许固化。所述聚氨酯用作回收的碎石的粘合剂。回收沥青混凝土之后可立即在工地上使用移动式取料机和移动式混合器粉碎所述材料且混合聚氨酯材料。在强化沥青路面中的聚氨酯混合物可覆盖每加仑20到50平方英尺的面积，诸如每加仑20到30平方英尺。0059图4为说明根据某些实施例的用于制造新道路的工艺400的各种操作的流程图。道路可为用于驱动汽车的公路例如10英尺宽的道路、人行道例如侧道、公园路、铁路轨道的底座、停车场等。新道路可建造于现有的道路上，其可包括例如强化沥青路面。现有的道路可用于提供基层。例如，所述基层可保持不变，或可至少部分地由现有基层的。
47、材料形成新的基层。因而，现有的道路的材料是称作原位土料。或者，可在先前不具有任何道路的位置处建造新道路。存在于地基中的材料也可称作原位土料。无论先前道路存在或不存在，原位土料可用于形成新道路。这些原位土料可经粉碎或不粉碎。如果经粉碎，那么原位土料可与至少一种聚氨酯前体和在一些实施例中的外来集料组合。此外，例如玄武岩纤维、硅石纤维、玻璃纤维和聚丙烯纤维的各种强化组分可作为外来集料或作为一或多种聚氨酯前体的一部分添加。总的说来，工艺400可以在操作402中提供原位土开始。在一些实施例中，在操作402期间提供的原位土可为先前的沥青公路。这种类型的公路可包括固化的沥青混凝土复合物作为基层，所述复合物可。
48、经粉碎如下文解释或保持不变。0060在一些实施例中，工艺400可涉及提供取料机稳定机。各种取料机稳定机的实例在下文中参考图7A和7B描述。取料机稳定机可配置成粉碎原位土且递送至少一种聚氨酯前体到粉碎的原位土中，如下文进一步描述。0061工艺400可继续在任选操作404期间粉碎原位土。例如，固化的沥青混凝土复合物可粉碎成沥青碎石。任选地，将固化的沥青混凝土复合物粉碎成碎石的步骤之前可为从地基移除所述固化的沥青混凝土复合物的步骤。在一些实施例中，原位土未粉碎且用作基层。聚氨酯材料可倾泻于原位土之上，使得一些聚氨酯材料透入原位土中。此外，可供应外来集料且与聚氨酯材料组合，且此举将层组合于原位土之上。。
49、0062操作404可涉及使用取料机稳定机的切割轮切割原位土且使其倾斜。粉碎化程度可通过设计切割轮、所述轮的旋转速度、取料机稳定机的线性速度和其它因素来确定。在一些实施例中，取料机稳定机的线性速度是在约01英里/小时与25英里/小时之间或更具体说来，在约05英里/小时与15英里/小时之间。取料机稳定机可配备有声纳系统以控制粉碎化的深度。在一些实施例中，取料机稳定机是配备有全球定位系统说明书CN104302840A1210/19页13GPS以控制取料机稳定机的速度和位置。除了控制取料机稳定机的速度以外，还可通过调节切割/倾斜轮和刀片与围绕所述轮的区室的壁之间的距离来控制粉碎化。所述距离可在一些实施例中在05英尺与2英尺之间变化。0063工艺400接着涉及递送至少一种聚氨酯前体到原位土中或外来集料中。所述至少一种聚氨酯前体可在土粉碎化之前，在土粉碎化期间和/或在土粉碎化之后递送到土中，如下文参考图7A进一步描述。当使用多种前体时，不同前体可在粉碎化过程的不同阶段即，之前、期间或之后添加。当在原位土粉碎化之后添加一或多种前体时，可提供所述土的额外倾斜以确保原位土与所述前体的混合。0064当使用多种前体时，这些前体可在分配于所述土中之前，在分配于所述土中时，和/或在分配于所述土中之后混合在一起。在。