基於聚氨酯的道路形成的製作方法

2023-05-22 07:55:26 2

基於聚氨酯的道路形成的製作方法
【專利摘要】本文中提供含有聚氨酯材料的道路。道路包括壓實的原位材料的基層和/或安置在所述基層上的耐磨層。這些層中的一者或兩者可包括聚氨酯材料以結合所述層中的其它組分且形成能夠承受所述道路的操作負荷的更穩固且耐久的道路結構。在一些實施例中，通過將原位土和/或外來集料與所述聚氨酯材料混合或通過將所述聚氨酯材料分配於現有的部分形成的耐磨層上，來將所述聚氨酯材料添加到所述耐磨層中。所述基層可包括或可不包括聚氨酯材料。所述耐磨層中的所述聚氨酯材料的類型、濃度、分布和處理可與所述基層中相同或不同。
【專利說明】基於聚氨酯的道路形成
[0001] 相關申請案
[0002] 本申請案要求2012年4月3日提交的美國臨時專利申請案第61/619,430號和 2012年9月13日提交的美國臨時專利申請案第61/700, 338號的優先權權益。以上確定的 專利申請案均以引用的方式全文併入本文中以達成所有目的。

【技術領域】
[0003] 本發明大體上涉及道路形成領域且更具體說來，涉及使用各種設備，例如取料 機-穩定機、攪拌機、鋪路機、手工工具等來形成道路的系統和方法，以將基於聚氨酯的材 料施用於道路中。

【背景技術】
[0004] 典型道路由混凝土、浙青和壓實土製成。這些道路經受由熱循環、車輛交通和紫外 線（UV)暴露引起的極端應力，最終導致道路中的缺陷，例如裂縫和坑窪。此外，混凝土道路 需要將大量的重原料運輸到道路建築工地，這對於位於遙遠位置的公路來說通向礦、油和 氣體管道、測井工地等是非常昂貴的。浙青可用於需要高度耐久性的應用。然而，這一系統 所需的運輸重原料的成本對於許多應用來說也是非常昂貴的。


【發明內容】

[0005] 本文中提供含有聚氨酯材料的道路。道路包括壓實的原位材料的基層和/或安置 在所述基層上的耐磨層。這些層中的一者或兩者可包括聚氨酯材料以結合層中的其它組分 且形成能夠承受道路的操作負荷的更穩固且耐久的道路結構。在一些實施例中，通過將原 位土和/或外來集料與聚氨酯材料混合或通過將聚氨酯材料分配於現有的部分形成的耐 磨層上，來將聚氨酯材料添加到耐磨層中。基層可或可不包括聚氨酯材料。耐磨層中的聚 氨酯材料的類型、濃度、分布和處理可與基層中相同或不同。
[0006] 此外，本文中提供形成穩定化道路的方法。在一些實施例中，所述方法涉及使用取 料機-穩定機粉碎原位土，將液體聚氨酯組合物（例如，一或多種聚氨酯前體）噴灑於粉碎 的土中，由此形成聚氨酯與土的組合，和壓實所述組合以形成道路。在一些實施例中，液體 聚氨酯由直接附接於取料機-穩定機的攪拌機供應。在其它實施例中，攪拌機是接近取料 機-穩定機設置且經連接以便向取料機-穩定機的分配部分供應液體聚氨酯。攪拌機可用 於混合兩種或兩種以上聚氨酯前體和/或混合一或多種聚氨酯前體與用於公路建築的土 (例如，原位土和/或外來集料）的全部或一部分。
[0007] 在一些實施例中，兩種聚氨酯前體（即，多元醇和異氰酸酯）在取料機-穩定機中 組合（例如，使用攪拌機、管線式混合器或一些其它方式）且作為聚氨酯混合物遞送到道路 的一或兩個層中。例如，取料機-穩定機可配備有混合裝置，例如管線式混合裝置或分批混 合裝置。然而，混合裝置需要在完成操作後清除聚氨酯混合物以便防止所述混合物在混合 裝置中直接固化和堵塞混合裝置。
[0008] 在一些實施例中，兩種或兩種以上聚氨酯前體（S卩，多元醇和異氰酸酯）首先分配 於土中且接著彼此組合，例如在用於建築道路的一或兩個層的起始材料中。例如，一種聚氨 酯前體可在取料機-穩定機外部與土料組合，接著與第二前體接觸。具體說來，兩種前體個 別地分散於起始材料中且接著，這一起始材料與兩種前體一起充分混合，由此組合兩種前 體以及組合兩種前體與起始材料。
[0009] 本文中還提供形成道路的方法。所述方法涉及提供現有的浙青或混凝土道路，將 浙青或混凝土表面粉碎成碎石，混合碎石與聚氨酯混合物以形成混合物，和將所述混合物 壓在土壤的地基層上。所述混合物接著固化，由此形成道路。固化的混合物可實質上不透 水。在一些實施例中，所述混合物可包括一或多種聚氨酯，和熱穩定劑。
[0010] 在一些實施例中，形成道路的方法涉及提供取料機-穩定機。取料機-穩定機可 配置成粉碎原位土且遞送至少一種聚氨酯前體到粉碎的原位土中。所述方法可繼續使用 取料機-穩定機粉碎原位土，且使用取料機-穩定機組合粉碎的原位土與所述至少一種聚 氨酯前體。這一組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來集 料。在一些實施例中，聚氨酯填充的土料包括外來集料，但不包括粉碎的原位土。這種粉碎 的原位土可由取料機-穩定機或一些其它設備，例如攪拌機來製備。所述方法接著使用取 料機-穩定機壓實聚氨酯填充的土料，由此形成道路的一層。在一些實施例中，道路的所述 層為耐磨層。所述層可不透水。
[0011] 在一些實施例中，所述方法還涉及使用取料機-穩定機調節粉碎的原位土的含水 量。這一調節可涉及使用取料機-穩定機添加水到粉碎的原位土中或從粉碎的原位土移除 水。舉例來說，可通過加熱土壤或添加石灰和/或其它捕水材料到土壤中來移除水。例如， 取料機-穩定機可配備有含水量測定儀、噴水器和/或用於水蒸發的加熱器。此外，在一 些實施例中，取料機-穩定機可配置成使土壤溫度達到預定水準以確保聚氨酯的各種特性 (例如，流動特徵、混合特徵和固化特徵）。
[0012] 在一些實施例中，所述至少一種聚氨酯前體包括第一聚氨酯前體和第二聚氨酯前 體。所述第一聚氨酯前體可為異氰酸酯，而所述第二聚氨酯前體可為多元醇。在一些實施 例中，所述第一聚氨酯前體和所述第二聚氨酯前體在分配於粉碎的原位土中之前使用取料 機-穩定機混合。或者，所述第一聚氨酯前體和所述第二聚氨酯前體在使用取料機-穩定 機分配於粉碎的原位土中之後混合於粉碎的原位土中。換句話說，所述第一前體和所述第 二前體獨立地分配於原位土中且只有這樣才混合在一起且與土壤混合。在一些實施例中， 所述第一聚氨酯前體和所述第二聚氨酯前體在使用取料機-穩定機分配於粉碎的原位土 中期間至少部分地混合。在一些實施例中，至少一種聚氨酯前體包括異氰酸酯，而實質上無 多元醇分配於原位土中。
[0013] 在一些實施例中，所述方法還涉及添加強化組分到粉碎的原位土中。所述強化組 分可為玄武巖纖維、矽石纖維、玻璃纖維、聚丙烯纖維或其各種組合。所述強化組分可作為 所述至少一種聚氨酯前體的一部分添加。或者，所述強化組分可與所述至少一種聚氨酯前 體分別地添加。在一些實施例中，所述強化組分還包括分散劑，所述分散劑又包括砂。在一 些實施例中，至少一種聚氨酯前體包括熱穩定劑。合適熱穩定劑的一些實例包括氫氧化鋁、 氫氧化鎂、三氧化二銻、五氧化二銻、亞銻酸鈉、硼酸鋅、錫酸鋅、羥基錫酸鋅、紅磷、聚磷酸 銨和其組合。
[0014] 在一些實施例中，道路的所述層包括在1重量％與10重量％之間的聚氨酯。一或 多種聚氨酯前體可在78° F下具有在20釐泊與2000釐泊之間，或更具體說來在約600釐 泊與1500釐泊之間或甚至在約800釐泊與1200釐泊之間的粘度。在一些實施例中，道路 的所述層具有在0. 5英寸與15英寸之間的厚度。
[0015] 在一些實施例中，形成道路的方法涉及遞送至少一種聚氨酯前體到粉碎的原位土 中，混合粉碎的原位土與所述至少一種聚氨酯前體使得這一混合形成聚氨酯填充的土料， 壓實所述聚氨酯填充的土料，由此形成道路的一層，和固化所述聚氨酯填充的土料，由此形 成固化層。所述固化層實質上不透水。
[0016] 還提供取料機-穩定機，其包括配置用於遞送至少一種聚氨酯前體的聚氨酯前體 遞送單元和配置用於粉碎原位土的土壤粉碎單元。所述至少一種聚氨酯前體和所述粉碎的 原位土的至少一定程度的混合可通過所述土壤粉碎單元來執行。取料機-穩定機還包括用 於壓實聚氨酯填充的土料和形成道路的未固化層的壓實單元。
[0017] 這些和其它實施例在下文中參考圖式進一步描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為根據某些實施例的常規浙青鋪裝系統的橫斷面視圖。
[0019] 圖2為根據某些實施例的基於聚氨酯的鋪裝系統的橫斷面視圖。
[0020] 圖3為根據某些實施例的用於製造聚氨酯道路的工藝的流程圖。
[0021] 圖4為根據某些實施例的用於製造強化聚氨酯道路的工藝的流程圖。
[0022] 圖5為根據某些實施例的基於聚氨酯的鋪裝系統的橫斷面視圖。
[0023] 圖6為根據某些實施例的基於聚氨酯的鋪裝系統的橫斷面視圖。
[0024] 圖7A為根據一些實施例的取料機-穩定機的圖示。
[0025] 圖7B為根據一些實施例的另一取料機-穩定機的圖示。
[0026] 圖8為根據一些實施例的具有攪拌機和鋪路機的公路鋪裝系統的圖示。

【具體實施方式】
[0027] 在以下描述中，陳述眾多特定細節以便提供對所提出的概念的充分了解。所提出 的概念可在這些特定細節中的一些或全部不存在的情況下實踐。在其它情況下，熟知的工 藝操作尚未詳細描述以免不必要地模糊所述的概念。雖然一些概念將結合特定實施例加以 描述，但應了解，這些實施例不打算為限制性的。
[0028] 引言
[0029] 常規道路包括各種材料，例如浙青、混凝土、壓實土和其它類似材料。聚合物材料 很少用於粘合土壤。所用的聚合物材料（例如乳膠）在暴露於環境條件，例如水、日光、機 械應激源等時容易降解。常規道路的一個實例為浙青混凝土系統或僅僅浙青。
[0030] 浙青廣泛用作道路、飛機場跑道、停車場和其它鋪裝應用的鋪裝材料。常規浙青系 統包括浙青粘合劑和礦物集料（例如石頭、礫石或砂）的複合物。所述系統經受各種應激 源，例如溫度變化、凍融循環和可引起隨時間降解的強力。舉例來說，在熱氣候中操作典型 鋪裝系統可由於浙青粘合劑的可印性而引起變形和遷移。UV暴露和氧化是引起浙青混凝土 鋪裝系統劣化的其它常見應激源。由洩漏的石油產品引起的石油腐蝕也經常與常規浙青有 關，因為許多浙青粘合劑在與石油產品接觸時可改變其特性。
[0031] 上文所述的應激源可對常規浙青系統造成嚴重損害，呈洞、裂縫和裂口形式。這種 損害需要昂貴且勞動密集的修復以防止對鋪裝系統造成的損害惡化且防止對利用所述鋪 裝系統的車輛或其它設備造成損害。對所述鋪裝系統的表面造成的損害可允許水或其它材 料滲入下伏地基層中且危害所述鋪裝系統的結構完整性，尤其是在凍融循環期間。舉例來 說，水可移動下伏層的地基土，或可引起下伏金屬結構組件的退化。
[0032] 常規浙青方法和修復工作需要高溫來融化浙青粘合劑且提出多種發射問題。舉例 來說，坑窪典型地使用焦油或趁熱傾瀉的浙青液體來修復，所述焦油或趁熱傾瀉的浙青液 體通常在150°C下轉移。或者，所述焦油或浙青液體與柴油或煤油混合以供運輸，接著在應 用之前濾出且通常隨後處置，由此產生廢品。這種類型的修復工作是昂貴且勞動密集的且 可經常在其中鋪裝系統上的應激源尤其難以承受的區域中加以重複。修復材料典型地展現 不同於下伏浙青混凝土的色彩特徵，引起在美學上不具備吸引力的鋪裝應用。此外，常規道 路的構建需要將大量的重原料運輸到鋪裝工地，且如果例如公路將鋪裝於遙遠位置處，則 通向礦、油和氣體管道、測井工地等可為非常昂貴的。
[0033] 如果常規浙青系統的表面不經處理，那麼所述表面的機械和化學特性會對其上行 進的車輛造成危害。舉例來說，這些系統因為浙青的組成而具有粗糙表面。表面的粗糙度 可通過利用特定尺寸的礦物集料而稍微減輕。例如，稍微更平滑的表面可通過利用如與大 型、有缺口的礦物集料相比精細的礦物集料來實現。然而，即使使用精細的礦物集料，表面 仍是粗糙的且浙青路面容易遇到問題，例如基質的變形和損失，這可引起在所述表面上行 進的車輛的輪胎磨損。輪胎更換在許多行業，例如商業運輸行業和賽車行業中佔操作成本 的一大部分。其它危險由常規浙青鋪裝系統的表面造成，例如在溼潤條件下由於路面的光 滑表面而打滑的風險。基質的損失，例如鬆散礦物集料的撞出，也可通過撞擊在表面上行進 的車輛而危害車輛。粗糙表面可另外製造除冰困難，因為冰會留在路面表面的粗糙地勢的 溝槽中，這可惡化危險的行進條件。
[0034] 提供使用聚氨酯材料形成道路的方法以及用於形成所述道路的設備。在一些實施 例中，使用取料機-穩定機來粉碎原位土且組合粉碎的原位土與至少一種聚氨酯前體，由 此形成聚氨酯填充的土料。在其它實施例中，聚氨酯可在攪拌機或其它設備中與土壤組合。 所述方法接著使用取料機-穩定機或其它設備壓實聚氨酯填充的土料。這些操作中的一些 也可由其它設備，例如混合器和壓實機執行，所述設備可不為取料機-穩定機的一部分。在 一些實施例中，根本不使用取料機-穩定機且上文陳述的操作由其它類型的設備來執行。 此外，取料機-穩定機可包括負責不同操作的多個單元，例如聚氨酯供應單元、土壤粉碎單 元和土壤壓實單元。
[0035] 在本發明的上下文內，"原位土料"是指任何已存在的土料，例如砂、粉塵、粘土、巖 石和已存在於公路形成工地處且未向其運輸的其它土料。另一方面，先前未存在於地基中 的任何材料（除聚氨酯前體以外）均可稱為"外來集料"。換句話說，外來集料是從其它位 置，例如附近的挖掘工地被帶到公路建築工地的材料。外來集料的一些實例包括砂、礫石、 碎石等。原位土料和外來集料的其它實例提供於下文中。在一些實施例中，原位土料和外 來集料均與一或多種聚氨酯前體組合。或者，原位土料和外來集料中僅一者可與聚氨酯前 體組合。在一些實施例中，不使用外來集料用於道路形成且所有材料（除聚氨酯前體以外） 均來自土壤。
[0036] 粉碎的原位土和/或外來集料可與一種聚氨酯前體（例如，異氰酸酯）、兩種聚氨 酯前體（例如，異氰酸酯和多元醇）或多種聚氨酯前體組合。當使用單一聚氨酯前體時，其 與存在於粉碎的原位土中的材料（例如水）反應。當使用多種聚氨酯前體時，這些前體可彼 此反應且在一些實施例中與水反應。因而，可在通過添加水和/或從粉碎的原位土和/或 從粉碎之前的原位土移除水進行處理期間嚴密地控制粉碎的原位土的含水量。在一些實施 例中，當混合粉碎的原位土與所述至少一種聚氨酯前體時，粉碎的原位土中的含水量是在5 重量％與20重量％之間。含水量可取決於粉碎的原位土的類型。例如，碎花崗巖的含水量 可為約5-10重量％，而砂壤土的含水量可為約10重量％和20重量％。
[0037] 水可固化的聚氨酯前體可為異氰酸酯或包括一些異氰酸酯的預聚物。在一些實施 例中，游離NC0的含量可在約3 %與25 %之間。異氰酸酯和包括預聚物的預聚物組合物的 各種實例描述於下文中。這些水可固化的聚氨酯前體可包括在約5%與50%之間的環烷和 芳族加工油以供降低粘度且增加所述材料的體積（相對於價格），由此增加溼潤性特徵。
[0038] 當使用多種聚氨酯前體時，這些前體可在引入粉碎的原位土中之前，在引入粉碎 的原位土中之時，或在引入粉碎的原位土中之後組合。舉例來說，異氰酸酯可與多元醇在分 批混合器中混合，或在所述混合物分配於粉碎的原位土中之前使用管線式混合器混合。分 批混合可在公路建築工地上執行以減少組合兩種反應性組分與將所述混合物引入粉碎的 原位土中之間的時間。分批混合允許精確地控制組成，實現材料在所述混合物的良好分布， 和製造小批量的材料，但可中斷連續的公路建築過程。管線式混合器可提供有效混合，而無 過早固化的風險，因為材料在混合之後即刻分配於粉碎的原位土中。然而，所述混合器可在 每次混合操作後需要充分地清潔或處置。在一些實施例中，兩種或兩種以上前體是在所述 混合器中可稍後用所述前體、空氣和/或溶劑中的一者淨化且清潔的一小部分中組合。
[0039] 至少一定程度的混合可在通過分配噴嘴的特定定向和設計、產生各種空氣渦流和 其它類似技術將兩種或兩種以上聚氨酯前體（先前未混合）分配於地基中時實現。所述多 種聚氨酯前體的進一步混合可在粉碎的原位土中實現，如下文進一步描述。在一些實施例 中，不執行聚氨酯前體的預先混合且所有混合均在這些前體被引入粉碎的原位土中之後實 現。這種特徵減少了與混合的聚氨酯前體接觸的設備組件的清潔。舉例來說，用於混合多 種聚氨酯前體和粉碎的原位土的取料機-穩定機的切割器/傾架可容易通過使不具有分配 的聚氨酯前體的礫石或一些其它研磨集料傾斜來清潔。
[0040] 除了使整體鋪裝過程高效且簡化設備的清潔以外，將多種聚氨酯前體混入粉碎的 原位土地基中還允許所述聚氨酯前體更充分分布於土中和使用所述土作為混合介質以實 現高剪切混合，這在例如纖維的固體組分用於聚氨酯前體中時可為特別合適的。在一些實 施例中，用於粉碎原位土的取料機-穩定機的同一切割器/傾架也用於將多種聚氨酯前體 混入粉碎的原位土中。在一些實施例中，取料機-穩定機可配備有用於進一步組合所述一 或多種聚氨酯前體與粉碎的原位土的額外設備。例如，另一土壤傾斜裝置或土壤混合裝置 可設置於取料機-穩定機上且相對於所述機器的動作在主要的切割器/傾架之後定位。
[0041] 在一些實施例中，所述多種聚氨酯前體均相對於取料機-穩定機的動作分配在相 同位置處。相同位置分配可有助於混合所述前體，因為在分配期間將發生一定程度的混合。 在一些實施例中，至少一種前體是分配在不同位置處。這種特徵可允許在引入另一前體且 例如使這兩種前體反應之前實現粉碎的原位土與一種分配的前體之間至少一定程度的混 合。當聚氨酯前體與外來集料組合時，可使用交錯引入不同的聚氨酯前體的相同方法。此 夕卜，可在攪拌機中使用不同的聚氨酯前體的交錯引入。
[0042] 道路可包括基層和安置在所述基層上的耐磨層。這些層中的一者或兩者可包括聚 氨酯材料以結合層中的其它組分且形成能夠承受道路的操作負荷的更穩固且耐久的結構。 例如，耐磨層可包括聚氨酯材料，所述材料可以液體形式施用且因此可稱為液體施用的聚 氨酯材料。在一些實施例中，基層包括液體施用的聚氨酯材料。耐磨層的聚氨酯材料可與 基層的聚氨酯材料相同或不同。此外，耐磨層中的聚氨酯材料的濃度可與基層的聚氨酯材 料的濃度相同或不同。
[0043] 道路形成實例
[0044] 取料機-穩定機和下文進一步描述的其它類型的設備可用於由現有路基通過粉 碎路基材料的上部部分且壓實剩餘部分來製備新的表面材料。這些機器可包括旋轉切割組 合件、刮板、螺旋輸送器和設計成粉碎、回收、壓實和以其它方式穩定化未處理的原位土料 或現有路基的其它系統。實例取料機-穩定機由康乃狄克州韋斯特波特（Westport，CT)的 特雷克斯（Terex) ?以針對切割深度小於10英寸的小型工作的型號R350和R446,和針對 具有最大20英寸的切割深度的道路的型號RS950B製造，根據一些實施例，這些型號適用於 形成更耐久的基層。
[0045] 在一些實施例中，取料機-穩定機是部署在其中需要公路形成的工地上。取料 機-穩定機通過粉碎、切割和/或敲碎原位土料且接著將其壓實成道路的緻密或"穩定化" 土層而由原位土料形成耐磨層和/或基層。基層可形成於原位土料中12英寸到20英寸深 處。耐磨層可具有在0. 5英寸到16英寸之間或更具體說來在2英寸與6英寸之間的厚度。 耐磨層的厚度取決於道路的應用（例如負荷承載需求）和所述基層的完整性。例如，用於 支撐步行交通和輕型車輛交通（例如自行車、高爾夫球車、摩託車等）的道路可具有0.5英 寸薄的耐磨層。需要支撐重設備的公路可具有厚得多的耐磨層。在一些實施例中，耐磨層 可在實質上無基層的情況下使用或與具有極少支撐的基層一起使用。所述道路的一個實例 是經歷多個凍融循環，從而引起基層中的材料移動的公路。這種公路可由足夠強的耐磨層 形成，所述耐磨層不需要來自基層的大量支撐。這種耐磨層可用由水支撐的冰層作類比說 明。在一些實施例中，浮動的耐磨層可製得比公路通常所需（例如，40英尺寬）更寬以便在 較大區域上分布負荷。因此，可製得基於聚氨酯的道路以由甚至極其脆弱且可移動的基底 支撐大負荷。
[0046] 一或多種聚氨酯前體可遞送到粉碎的原位土，即至少部分地已經粉碎的原位土 中。在一些實施例中，所述一或多種聚氨酯前體是遞送到原位土中，同時此土正在進行粉 碎。所述粉碎操作是用於向所述土和所述聚氨酯前體提供一定程度的混合且在一些實施例 中，提供完全混合。在所述粉碎操作後可提供額外混合。舉例來說，可執行含有所述一或多 種聚氨酯前體的粉碎的原位土的額外傾斜。
[0047] 所述原位土與所述一或多種聚氨酯材料的重量比可在約30 : 1與10 : 1之間 或更具體說來，在約25 : 1與12 : 1之間，或甚至更具體說來，在約20 : 1與16 : 1之 間。即使在極低的聚氨酯含量下，所得的層與常規鋪裝系統相比仍具有充足的穩定化程度 (例如"R值"）。在本發明的上下文內，"R值"是使用由加利福尼亞州運輸局（D印artment of Transportation for the State of California)在 2000 年 3 月發布且以引用的方式 全文併入本文中的加利福尼亞測試301 (California Test 301)來計算。在相關部分中，力口 利福尼亞測試301規定，"當材料處於飽和狀態時測定材料的R值，使得當施加16. 8kN負 荷（2. 07MPa)時，水將從壓實的測試樣本中滲出。由於並非總是有可能製備在規定負荷下 將滲出水的測試樣本，故有必要測試在不同含水量下製備的一系列樣本。"關於R值測試的 其它細節可發現於加利福尼亞公路設計手冊（California Highway Design Manual)的章 節600中。實驗結果顯示對於各種類型的土和聚氨酯負荷，R值為25-48。舉例來說，在風 化花崗巖（95重量％ )中使用具有5重量％負荷的單包聚氨酯（即，水可固化的）製備的 樣品指示R值為41。當5. 5重量％的類似聚氨酯添加到碎石（94. 5重量％ )中時，R值為 48。最後，3%的這種聚氨酯與97%的砂壤土混合所產生的R值為25。在一些實施例中，所 得到的道路的R值對於磨損層（即，頂層）來說是在約15與60之間或更具體說來，在約 30與50之間。單包聚氨酯可包括一或多種二苯基甲烷-二異氰酸酯（例如可獲自賓夕法 尼亞州匹茲堡（Pittsburgh,PA)的拜耳材料科技有限責任公司（Bayer Material Science LLC)的MONDUR ? MRS 5和也可獲自賓夕法尼亞州匹茲堡的拜耳材料科技有限責任公 司的MONDUR? MR-Light)和例如催化劑。在特定實施例中，MONDUR?MRS 5在配 方中的重量比可在約50 %與90 %之間或更具體說來，在約60 %與80 %之間，或甚至更具體 說來，在約70%與75%之間。MONDUR ? MR Light在配方中的重量比可在約1%與50% 之間或更具體說來，在約10%與40%之間，或甚至更具體說來，在約20%與30%之間。
[0048] 較低的土與聚氨酯的比率可用於增加穩定化程度或必要時R值，例如25 : 1、 22 : 1或20 : 1的土與聚氨酯的比率提供增加的土穩定性。在一些實施例中，對於將在基 層之上接受額外耐磨層的應用來說，基層應採用大於22 : 1的比率（例如，在約22 : 1與 30 : 1之間或更具體說來，在25 : 1與30 : 1之間）。在形成基層之後，將耐磨層添加於 所述基層之上。在一些實施例中，所述工藝不涉及新的基層形成且使用先前存在的基層。 [0049] 任選地，允許所述基層在添加耐磨層之前固化。由聚氨酯形成的基層的固化時間 典型地為8小時到48小時，視所述基層的含水量和堆積密度而定。所述基層還可包括浙 青、水泥、飛灰或通常用於改進土壤穩定化的其它材料，且在添加耐磨層之前可任選地給出 足以使這些材料固化的時間。
[0050] 耐磨層可通過使用取料機-穩定機且調節所述機器以形成比用於形成上述基層 更淺的切口而形成於基層之上。儘管基層典型地以12英寸到20英寸厚形成，但耐磨層可 在1到8英寸厚範圍內，優選地在一些實施例中為4英寸厚。取料機-穩定機可適當地經 調節以在基層中的所需厚度處形成較淺的切口，例如4英寸深，且在這一過程期間使用取 料機-穩定機中的噴頭施用液體聚氨酯混合物。舉例來說，取料機-穩定機可配備有用於 控制土壤剖面和切割/傾斜深度的聲納單元。已發現經由攪拌機混合器向取料機-穩定機 供應液體聚氨酯以便保持聚氨酯充分混合且能夠容易地按需要分配的優選方法。在某些實 施例中，攪拌機混合器是內置於或附接於所述取料機-穩定機工具。在其它實施例中，攪拌 機混合器是向取料機-穩定機供應液體聚氨酯的獨立系統且可拖曳在獨立車輛後面或在 其中運輸。攪拌機混合器的優選實施例是具有螺旋輸送器系統的雙軸混合器，如所屬領域 中通常已知。
[0051] 圖1為根據某些實施例的常規浙青鋪裝系統100的橫斷面視圖。所述浙青鋪裝系 統100包括礦物集料102和聚氨酯粘合劑104。所述浙青鋪裝系統進一步包括在所述浙青 鋪裝系統100的表面中的孔口 106或破裂。
[0052] 強化或密封鋪裝系統減輕上文所述的道路損壞和輪胎磨損問題，使表面更平滑且 實質上防止例如如上所述的熱循環、UV暴露、氧化、基於石油的腐蝕和車輛交通的應激源對 道路造成損壞。聚氨酯材料提供增加的抗滑和高的溼摩擦係數以降低在溼潤條件下打滑的 風險，尤其是在所述聚氨酯材料除聚氨酯前體以外還包括一或多種填充劑，例如纖維、砂等 時。平滑的地形表面還會改進浙青路的噪聲特徵且改進行駛質量。浙青路的密封和強化會 降低基質損失，由此降低因鬆散礦物集料衝擊而對車輛造成的損壞。通過實現所述更平滑 的地形表面還會使除冰更容易。
[0053] 浙青混凝土鋪裝系統可使用聚氨酯材料來密封，所述材料覆蓋所述鋪裝系統的頂 面。在某些實施例中，所述材料可通過在浙青混凝土鋪裝系統的頂面上噴灑聚氨酯混合物 以產生密封的浙青路來施用。圖2為根據某些實施例的穩定化道路200的橫斷面視圖。所 述穩定化道路200包括基層208。基層208可包括較大的集料微粒202和較小的集料微粒 204。較小的集料微粒204在較大的集料微粒之間形成空隙。較大的集料微粒202和較小 的集料微粒204可由原位土和/或外來集料形成。孔口 206是安置在基層208中。密封層 210是安置在基層208上，實質上覆蓋所述基層的頂面且填充所述孔口的空間。密封層210 的頂面包括實質上連續且均一的地形，與基層208的頂層形成對比，基層208的頂面包括有 缺口且斷裂的地形。
[0054] 在一些實施例中，可提供強化鋪裝系統。現有的浙青鋪裝系統可經粉碎以形成浙 青碎石且與一或多種聚氨酯前體混合以產生混合物。所述混合物可接著分布於處理或未處 理的地基上且允許固化。除了提供結構上更合理的鋪裝結構，這些實施例還提供再循環現 有的浙青鋪裝材料的方法。再循環或回收現有的浙青鋪裝材料會消除獲得新的礦物集料的 需要，省錢，減少自然資源的使用，且消除填埋浙青廢物的需要。當回收在工地上完成時，運 輸成本也由於消除裝運額外集料的需要和將移除的浙青鋪裝材料拖運到填埋場的需要而 極大地降低。
[0055] 可另外拋擲到填埋場中或燃燒的鋪裝系統的回收和再循環可產生使牽涉到所述 鋪裝系統的安裝和維護中的團體獲得碳信用額的機會。使用聚氨酯材料作為密封劑或修復 劑會減少通常與標準鋪裝材料安裝和修復技術相關且與現有的鋪裝系統的更換相關的環 境有害發射物的量。與聚氨酯材料的使用相關的發射物減少成果也可提供獲得碳信用額的 機會。
[0056] 聚氨酯材料可與其它碳信用額計劃組合使用。舉例來說，聚氨酯材料可在某些實 施例中與生物浙青組合使用。生物浙青可包括具有由糖、糖蜜、稻、玉米澱粉、馬鈴薯澱粉或 由機油的分餾製得的浙青的浙青混凝土。生物浙青提供額外益處，即其展現多種顏色，視所 述實施例而定。一般來說，具有較淺顏色的表面比具有較深顏色的表面吸收較少熱。生物 浙青用於例如傾向於城市熱島效應的區域中，致力於降低由表面吸收的熱。與生物浙青組 合使用聚氨酯材料可提供獲得額外碳信用額的機會。
[0057] 圖3為說明根據某些實施例的用於製造密封路的工藝300的各種操作的流程圖。 工藝300可以在操作302中提供一條路開始。例如，可提供浙青路。工藝300可繼續在操 作304中在所述路的頂面上施用聚氨酯混合物。在某些實施例中，在所述路的頂面上施用 聚氨酯混合物可包括使用無空氣噴霧器在所述路的頂面上噴灑所述聚氨酯混合物以形成 連續且均一的表面。在其它實施例中，在所述路的頂面上施用聚氨酯混合物可涉及在所述 頂面上傾瀉所述聚氨酯混合物且在所述頂面上散布所述聚氨酯混合物以形成實質上連續 且均一的表面。工藝300可繼續在操作306中使所述聚氨酯混合物固化以形成密封層。任 選地，使所述聚氨酯混合物固化的步驟可包括使用人為方式來加快固化時間，例如通過使 用空氣流或施加熱。任選地，可與使所述聚氨酯混合物固化的步驟同時或在所述步驟之前 採用應用額外表面紋理化的步驟。
[0058] 在某些實施例中，強化浙青路面可通過再循環現有的浙青鋪裝系統來製造。例如， 現有的浙青鋪裝系統可在工地回收且可將浙青混凝土粉碎以形成具有所需尺寸和堅實度 的浙青碎石。所述碎石可接著與聚氨酯混合物混合以產生混合物，所述混合物可接著施用 於地基且允許固化。所述聚氨酯用作回收的碎石的粘合劑。回收浙青混凝土之後可立即在 工地上使用移動式取料機和移動式混合器粉碎所述材料且混合聚氨酯材料。在強化浙青路 面中的聚氨酯混合物可覆蓋每加侖20到50平方英尺的面積，諸如每加侖20到30平方英 尺。
[0059] 圖4為說明根據某些實施例的用於製造新道路的工藝400的各種操作的流程圖。 道路可為用於驅動汽車的公路（例如10英尺寬的道路）、人行道（例如側道、公園路）、鐵 路軌道的底座、停車場等。新道路可建造於現有的道路上，其可包括例如強化浙青路面。現 有的道路可用於提供基層。例如，所述基層可保持不變，或可至少部分地由現有基層的材料 形成新的基層。因而，現有的道路的材料是稱作原位土料。或者，可在先前不具有任何道路 的位置處建造新道路。存在於地基中的材料也可稱作原位土料。無論先前道路存在或不存 在，原位土料可用於形成新道路。這些原位土料可經粉碎或不粉碎。如果經粉碎，那麼原位 土料可與至少一種聚氨酯前體和在一些實施例中的外來集料組合。此外，例如玄武巖纖維、 矽石纖維、玻璃纖維和聚丙烯纖維的各種強化組分可作為外來集料或作為一或多種聚氨酯 前體的一部分添加。總的說來，工藝400可以在操作402中提供原位土開始。在一些實施 例中，在操作402期間提供的原位土可為先前的浙青公路。這種類型的公路可包括固化的 浙青混凝土複合物作為基層，所述複合物可經粉碎（如下文解釋）或保持不變。
[0060] 在一些實施例中，工藝400可涉及提供取料機-穩定機。各種取料機-穩定機的 實例在下文中參考圖7A和7B描述。取料機-穩定機可配置成粉碎原位土且遞送至少一種 聚氨酯前體到粉碎的原位土中，如下文進一步描述。
[0061] 工藝400可繼續在任選操作404期間粉碎原位土。例如，固化的浙青混凝土複合 物可粉碎成浙青碎石。任選地，將固化的浙青混凝土複合物粉碎成碎石的步驟之前可為從 地基移除所述固化的浙青混凝土複合物的步驟。在一些實施例中，原位土未粉碎且用作基 層。聚氨酯材料可傾瀉於原位土之上，使得一些聚氨酯材料透入原位土中。此外，可供應外 來集料且與聚氨酯材料組合，且此舉將層組合於原位土之上。
[0062] 操作404可涉及使用取料機-穩定機的切割輪切割原位土且使其傾斜。粉碎化程 度可通過設計切割輪、所述輪的旋轉速度、取料機-穩定機的線性速度和其它因素來確定。 在一些實施例中，取料機-穩定機的線性速度是在約0. 1英裡/小時與2. 5英裡/小時之 間或更具體說來，在約〇. 5英裡/小時與1. 5英裡/小時之間。取料機-穩定機可配備有 聲納系統以控制粉碎化的深度。在一些實施例中，取料機-穩定機是配備有全球定位系統 (GPS)以控制取料機-穩定機的速度和位置。除了控制取料機-穩定機的速度以外，還可通 過調節切割/傾斜輪和刀片與圍繞所述輪的區室的壁之間的距離來控制粉碎化。所述距離 可在一些實施例中在0. 5英尺與2英尺之間變化。
[0063] 工藝400接著涉及遞送至少一種聚氨酯前體到原位土中或外來集料中。所述至少 一種聚氨酯前體可在土粉碎化之前，在土粉碎化期間和/或在土粉碎化之後遞送到土中， 如下文參考圖7A進一步描述。當使用多種前體時，不同前體可在粉碎化過程的不同階段 (即，之前、期間或之後）添加。當在原位土粉碎化之後添加一或多種前體時，可提供所述土 的額外傾斜以確保原位土與所述前體的混合。
[0064] 當使用多種前體時，這些前體可在分配於所述土中之前，在分配於所述土中時，和 /或在分配於所述土中之後混合在一起。在分配之前預混合前體可用於確保不同前體之間 的充分接觸。然而，所述混合物通常需要在分配完成之後從設備中充分清潔以避免聚氨酯 恰在所述設備中固化。所述前體混入所述土中可有助於在分配另一組分之前分散一些前體 和用一或多種組分充分潤溼原位土。例如，水可用作一種聚氨酯前體且可已經存在於所述 土中或在所述過程的早期引入。另一方面，催化劑可為引入所述土中的最後一種前體。延 遲催化劑引入可用於確保在固化聚氨酯之前原位土與其它前體的適當混合。換句話說，延 遲固化，這允許執行其它操作，例如混合。
[0065] 分配於原位土中的聚氨酯前體的量取決於道路的設計（例如，所需強度）、原位土 的類型、聚氨酯前體的類型和其它因素。在一些實施例中，所有聚氨酯前體與接受這些前體 的原位土的重量比可在約2重量％與20重量％之間或更具體說來，在約5重量％與10重 量％之間。應注意，一些原位土和甚至一些粉碎的原位土可實質上不含聚氨酯前體且這種 土不用於確定所述聚氨酯前體的重量比。此外，所述聚氨酯前體在粉碎的原位土中的分布 可為不均勻的。例如，接近道路表面的聚氨酯前體可多於遠離所述表面的聚氨酯前體。在 一些實施例中，道路可具有兩個或兩個以上不同的層，所述層基於這些層中所提供的聚氨 酯前體的量而不同。
[0066] 在一些實施例中，工藝400可繼續在操作406中使原位土（例如，粉碎的原位土或 甚至更具體說來，預浙青碎石）與一或多種聚氨酯前體（例如，聚氨酯混合物）混合以形成 混合物。前體與原位土的混合可使用用於粉碎原位土的同一裝置來執行。在一些實施例中， 額外裝置可用於確保先前粉碎的土與聚氨酯前體的適當混合。例如，一種裝置可用於粉碎 原位土，而另一裝置可用於混合粉碎的原位土與一或多種聚氨酯前體。在一些實施例中，這 些裝置均可用於混合原位土與所述一或多種聚氨酯前體。換句話說，在原位土的粉碎化期 間可發生一定程度的混合且額外混合是由另一設備提供。
[0067] 工藝400可繼續在操作408中將所述混合物壓在鋪裝地基層上。各種類型的設備 可用於這種目的，例如一或多種輥、振動土壤壓實機、撞錘、板式壓實機等。在一些實施例 中，輥可為羊腳圓筒和/或振動輥。總的說來，可使用任何以下壓實方法：靜態、衝擊、振動、 迴轉、滾動、捏合和其各種組合。在一些實施例中，在操作408之後，土壤壓實為至少約90% 或甚至至少約95%。
[0068] 任選地，操作408之前可為處理準備施用所述混合物的鋪裝地基的步驟。所述任 選的處理地基的步驟可涉及土層的平滑化或平整和/或應用礫石基層。工藝400可繼續在 操作410中使所述混合物或更具體說來，所述混合物中的聚氨酯前體固化。任選地，固化可 涉及使用人為方式來加速固化時間，例如通過使用空氣流或施加熱。在一些實施例中，道路 層的紋理化是在聚氨酯前體完全固化之前，例如在壓實操作408之後8小時內或更具體說 來，在4小時內或甚至在2小時內執行。任選地，可與使所述混合物固化的步驟同時或在所 述步驟之前採用應用額外表面紋理化的步驟。
[0069] 圖5為根據某些實施例的基於聚氨酯的鋪裝系統500的橫斷面示意圖。鋪裝系統 500包括大微粒502 (例如，礦物集料）、小微粒503 (例如砂、粉塵、灰塵、纖維等）和聚氨酯 粘合劑501。在一些實施例中，大微粒502中的一些或全部是通過原位土的粉碎化形成的。 在相同或其它實施例中，大微粒502中的一些或全部可添加到原位土中。同樣，在一些實施 例中，小微粒503中的一些或全部是通過原位土的粉碎化形成的。在相同或其它實施例中， 小微粒503中的一些或全部可添加到原位土中。如果微粒（大和/或小）添加到原位土 中，那麼這些微粒可首先與一或多種聚氨酯前體預混合，分配於粉碎的原位土中，和/或在 原位土粉碎化期間或之前分配於原位土中。例如，纖維可添加到一種聚氨酯前體中或直接 分配於粉碎的原位土中。
[0070] 圖5說明可設置於基底（未顯示）之上的呈單層形式的鋪裝系統500,其可或可不 包括聚氨酯粘合劑。大微粒502和/或小微粒503在這個層內的分布可為均一的（顯示於 圖5中）或非均一的（未顯示）。例如，較多的大微粒502可遠離所述層的表面定位，而較 多的小微粒503可更接近所述層的表面定位。所述分布可用於形成具有實質上均一的表面 的鋪裝系統。以類似方式，聚氨酯粘合劑在所述層內的分布可為均一的或非均一的。聚氨 酯粘合劑501用於改進道路的R值和穩定性。在這個實施例中，使用單組的上述操作以形 成鋪裝系統500且在這個鋪裝系統500上未形成額外耐磨層。
[0071] 圖6為根據某些實施例的基於聚氨酯的鋪裝系統600的橫斷面示意圖。鋪裝系統 600包括與小微粒602 (例如，由原位土形成）組合的大微粒603 (例如，礦物集料）。小微 粒602的一些實例包括砂、粉塵、灰塵等。聚氨酯粘合劑601用於改進道路的基層604的R 值和穩定性。在這個實施例中，使用取料機-穩定機、基層604和耐磨層608形成鋪裝系統 600的兩個獨立層。耐磨層608典型地比基層604薄。耐磨層608可用於改進道路對車輛 交通的阻力。
[0072] 取料機-穩定機實例
[0073] 圖7A為根據一些實施例的取料機-穩定機700的圖示。取料機-穩定機700可用 於由現有路基通過粉碎路基材料且通過壓實剩餘的土製備新的表面材料。取料機-穩定機 700可包括旋轉切割組合件、一或多種刮板、螺旋輸送器和設計成粉碎、回收、壓實和以其它 方式穩定化經處理或未處理的原位土料或現有路基的其它系統。具體說來，取料機-穩定 機700可配置成執行一或多個以下操作：粉碎原位土，遞送至少一種聚氨酯前體，混合所遞 送的聚氨酯前體與原位土以形成混合物，和壓實所述混合物。在一些實施例中，取料機-穩 定機700是配置成執行更少操作或更多操作。例如，可由除取料機-穩定機700以外的一 些設備執行土壤壓實。在同一個或另一實例中，取料機-穩定機700也可配置成添加最初 未存在於原位土中的額外集料到原位土中（例如巖石、纖維）。
[0074] 圖7A中顯示的取料機-穩定機700包括三個單元：聚氨酯供應單元702、土壤粉 碎單元704和土壤壓實單元706。聚氨酯供應單元702是配置成供應一或多種聚氨酯前體。 其可呈卡車形式，具有一或多個包括聚氨酯前體的容器。在一些實施例中，桶或圓筒是定位 於所述卡車上。土壤粉碎單元704可配置成粉碎原位土且可包括土壤切割/傾斜輪。土壤 壓實單元706可包括羊腳圓筒和/或振動輥。在一些實施例中，土壤壓實單元706還包括 一排進一步輔助土壤壓實的橡膠輪胎。在一些實施例中，取料機-穩定機700包括更少或 更多的單元。例如，聚氨酯供應單元702可與土壤粉碎單元704和/或土壤壓實單元706 組合。一個所述實例在下文中參考圖7B進一步描述。
[0075] 除了供應一或多種聚氨酯前體、粉碎原位土和壓實所述土之外，取料機-穩定機 700還配置成使所述聚氨酯前體彼此（如果使用多種前體）且與粉碎的原位土混合。圖7A 描述，土壤粉碎單元704是配置成執行所述功能。然而，其它單元也可用於執行這些功能。 具體說來，顯示土壤粉碎單元704包括用於從聚氨酯供應單元702抽吸一或多種聚氨酯前 體的泵708。在一些實施例中，各聚氨酯前體具有指定的泵。顯示土壤粉碎單元704包括聚 氨酯前體混合器710a-710c和聚氨酯前體分配器712a-712c。儘管顯示了三組（各包括一 個混合器和一個分配器），但可使用任何數目的組。此外，一個混合器可供應多個分配器。 在一些實施例中，混合器和分配器可整合到同一裝置中。所述分配器可在粉碎所述土之前 (例如分配器712a)，在粉碎所述土時（例如分配器712b)，和/或在所述土粉碎化之後（例 如分配器712c)分配混合的聚氨酯前體。
[0076] 圖7B為根據一些實施例的另一取料機-穩定機720的圖示。這個取料機-穩定 機720表示單一單元且可用於陡坡和其它難以到達的區域上的操作。所有公路形成操作均 由這個單一單元執行。為了接近難以到達的位置，取料機-穩定機720使用履帶726 (代替 輪子）且可配備有絞盤728。在操作期間，絞盤728可通過提供額外力以移動取料機-穩定 機720的絞索729連接到另一物體730。取料機-穩定機720包括切割/傾斜輪722以及 土壤壓實圓筒724。聚氨酯分配系統未顯示，但其可類似於上文參考圖7A所述的系統。
[0077] 圖8為根據一些實施例的公路鋪裝系統800的圖示。公路鋪裝系統800可包括攪 拌機802和鋪路機804。攪拌機802可用於混合土壤與一或多種聚氨酯前體。例如，分散的 原位土或外來土可裝載於攪拌機802中且與一或多種聚氨酯前體組合。在一些實施例中， 額外聚氨酯前體可在所述混合物從攪拌機802卸載之後添加到所述混合物中。此外，從攪 拌機802卸載的混合物可在形成所述路面期間與額外土組合。在這些實施例中，公路鋪裝 系統800也可為例如土壤粉碎單元，例如上文參考圖7A所述的單元。在一些實施例中，從 攪拌機802出來的混合物不包括任何聚氨酯。例如，強化纖維可與一或多種集料組合以形 成混合物，所述混合物稍後與聚氨酯前體組合。
[0078] 攪拌機802可為一種機器，其中材料同時經研磨和混合，有時與聚氨酯混合。在一 些實施例中，攪拌機802為連續混合器，其可設置於上文參考圖7A和7B所述的單元之一 上。連續攪拌機可在短時間（例如，數秒）內獲得充分混合的均勻混合物。這個時間可表 示所述材料在連續攪拌機中的滯留時間。在高固體含量下混合材料需要研磨機槳葉的強制 混合動作。攪拌機802可包括具有頂部入口和在另一端的底部排料的水平箱形腔室。攪拌 機802可包括兩個具有對置槳葉和驅動組合件的軸。
[0079] 鋪路機804可類似於用於將浙青鋪設於公路、橋梁、停車場和其它所述位置的鋪 路機。所述混合物可從攪拌機802遞送且進入鋪路機的料鬥中。鋪路機804的傳送帶可接 著將所述混合物從所述料鬥傳送到螺旋輸送器。所述螺旋輸送器將一堆材料放置在整平板 前面。所述整平板又取走這堆材料且將其散布於公路的整個寬度上，且提供最初壓實。壓 實機（未顯示）也可為公路鋪裝系統800的一部分且可跟隨鋪路機804。
[0080] 在一些實施例中，可使用其它類型的混合器（例如，刀片和雙刀片混合器）。其它 類型的設備可包括自動傾卸卡車、滑移式裝載機（skid steer)、鏟土機、裝載機、輥和各種 手工工具，例如振動板式壓實機和手夯。
[0081] 聚氨酯材料實例
[0082] 用於形成道路的一或多種聚氨酯前體可包括一或多種異氰酸酯（例如預聚物異 氰酸酯）、一或多種多元醇、熱穩定劑、填充材料和/或其它材料。這些其它材料的一些實例 包括催化劑、染料、顏料、表面活性劑、塑化劑、溶劑、發泡劑、分散劑、交聯劑、阻燃劑、光穩 定劑、除酸劑、抗靜電劑和抗氧化劑。所有這些材料在本文中統稱為前體。在將所述前體分 配於粉碎的原位土中之前，在將所述前體分配於所述土中期間，和/或在將所述前體分配 於所述土中之後，所述前體用於聚氨酯混合物。
[0083] 聚氨酯由單體或聚合異氰酸酯與多元醇的反應形成。用於公路形成應用的異氰酸 酯可包括一或多個異氰酸酯（NC0)官能團，典型地為至少兩個NC0官能團。合適的異氰酸酯 包括（但不限於）常規脂族、環脂族、芳基和芳族異氰酸酯。一些更特定的實例包括二苯基 甲烷二異氰酸酯（MDI)、聚合二苯基甲烷二異氰酸酯（PMDI)和其組合。聚合二苯基甲烷二 異氰酸酯也可稱為聚亞甲基聚亞苯基聚異氰酸酯。其它合適的異氰酸酯的實例包括（但不 限於）甲苯二異氰酸酯（tdi)、六亞甲基二異氰酸酯（hdi)、異佛爾酮二異氰酸酯（iroi)、萘 二異氰酸酯（NDI)和其組合。這些異氰酸酯中的一或多者可用於形成異氰酸酯-預聚物。
[0084] 在某些實施例中，可使用單體MDI或聚合MDI。已發現MDI聚氨酯具有有利的熱穩 定性，其可適用於一些公路應用。另外，MDI聚氨酯對混凝土和鋼均展現卓越的粘著力。單 體MDI和聚合MDI的基本結構顯示於下文中。
[0085]

【權利要求】
1. 一種形成道路的方法，所述方法包含： 提供取料機-穩定機，其中所述取料機-穩定機是配置成粉碎原位土且組合至少一種 聚氨酯前體到所述粉碎的原位土中； 使用所述取料機-穩定機粉碎所述原位土； 使用所述取料機-穩定機組合所述粉碎的原位土與所述至少一種聚氨酯前體，其中所 述組合形成聚氨酯填充的土料；和 使用所述取料機-穩定機壓實所述聚氨酯填充的土料，其中所述壓實形成所述道路的 一層。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中所述道路的所述層是耐磨層。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中在固化所述聚氨酯填充的土料後，所述道路的所 述層不透水。
4. 根據權利要求1所述的方法，其進一步包含使用所述取料機-穩定機調節所述粉碎 的原位土的含水量，其中所述調節包含添加水到所述粉碎的原位土中或從所述粉碎的原位 土移除水。
5. 根據權利要求1所述的方法，其中所述至少一種聚氨酯前體包含第一聚氨酯前體和 第二聚氨酯前體，其中所述第一聚氨酯前體包含異氰酸酯且其中所述第二聚氨酯前體包含 多元醇。
6. 根據權利要求5所述的方法，其中所述第一聚氨酯前體和所述第二聚氨酯前體在與 所述粉碎的原位土組合之前使用所述取料機-穩定機混合。
7. 根據權利要求5所述的方法，其中所述第一聚氨酯前體和所述第二聚氨酯前體個別 地分配且混合在一起，同時使用所述取料機-穩定機與所述粉碎的原位土組合。
8. 根據權利要求5所述的方法，其中所述第一聚氨酯前體和所述第二聚氨酯前體在分 配所述第一聚氨酯前體和所述第二聚氨酯前體期間且在使用所述取料機-穩定機使所述 第一聚氨酯前體和所述第二聚氨酯前體與所述粉碎的原位土組合之前至少部分地混合。
9. 根據權利要求1所述的方法，其中所述至少一種聚氨酯前體包含異氰酸酯或含異氰 酸酯的預聚物中的一者，且其中實質上無多元醇分配於所述粉碎的原位土中。
10. 根據權利要求1所述的方法，其進一步包含添加強化組分到所述粉碎的原位土中， 其中所述強化組分包含選自包含玄武巖纖維、矽石纖維、玻璃纖維和聚丙烯纖維的群組的 材料。
11. 根據權利要求10所述的方法，其中所述強化組分包含玄武巖纖維。
12. 根據權利要求10所述的方法，其中所述強化組分是作為所述至少一種聚氨酯前體 的一部分添加。
13. 根據權利要求10所述的方法，其中所述強化組分與所述至少一種聚氨酯前體分開 添加。
14. 根據權利要求10所述的方法，其中所述強化組分進一步包含分散劑，所述分散劑 包含砂或煙霧狀二氧化矽中的一者。
15. 根據權利要求1所述的方法，其中所述至少一種聚氨酯前體包含熱穩定劑，所述熱 穩定劑選自由氫氧化鋁、氫氧化鎂、三氧化二銻、五氧化二銻、亞銻酸鈉、硼酸鋅、錫酸鋅、羥 基錫酸鋅、紅磷、聚磷酸銨和其組合組成的群組。
16. 根據權利要求1所述的方法，其中所述道路的所述層包含在1重量％與10重量％ 之間的聚氨酯。
17. 根據權利要求1所述的方法，其中所述至少一種聚氨酯前體在78° F下具有在20 釐泊與2000釐泊之間的粘度。
18. 根據權利要求1所述的方法，其中所述道路的所述層具有在0. 5英寸與15英寸之 間的厚度。
19. 一種形成道路的方法，所述方法包含： 遞送至少一種聚氨酯前體到粉碎的原位土中； 混合所述粉碎的原位土與所述至少一種聚氨酯前體，其中所述混合形成聚氨酯填充的 土料；和 壓實所述聚氨酯填充的土料，由此形成所述道路的一層， 其中在固化所述聚氨酯填充的土料後，所述道路的所述層實質上不透水。
20. -種用於形成道路的取料機-穩定機，所述取料機-穩定機包含： 配置用於遞送至少一種聚氨酯前體的聚氨酯前體遞送單元； 配置用於粉碎原位土的土壤粉碎單元， 其中所述至少一種聚氨酯前體和所述粉碎的原位土的至少一定程度的混合是通過所 述土壤粉碎單元來執行；和 用於壓實聚氨酯填充的土料和形成所述道路的未固化層的壓實單元。
【文檔編號】E01C21/00GK104302840SQ201380018573
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年4月3日 優先權日:2012年4月3日
【發明者】肖恩·薩默斯·韋弗 申請人:肖恩·薩默斯·韋弗