[发明专利]基于聚氨酯的道路形成

说明书

相关申请案

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

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、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

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

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。

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，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。

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。

在一些实施例中，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。

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，所述混合物可包括一或多种聚氨酯，和热稳定剂。

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。